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JGR-A:海洋性大陆区域海温与东亚气候异常的协同变化和相互影响
作者:竺婧 虞越越               发布时间:2022/10/31 09:08:35       浏览量:

海洋性大陆区域的海温和对流活动是影响南亚和东亚气候年际和年代际活动的重要因子。该地区的热力异常可以通过 Gill 型响应影响东亚夏季风,对中国夏季降水年际变化异常有重要影响。前人对海洋性大陆局部区域的海温异常与中国气候异常之间的联系做了一系列的研究工作,但海洋性大陆区域海温的整体异常变化模态如何,它与我国气候异常之间是否存在协同变化和相互影响,仍不十分清楚。

近期,我院博士研究生竺婧、虞越越副教授、管兆勇教授以及复旦大学大气海洋科学系博士后王旭栋利用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)海洋表面和次表层资料和CN05.1中国降水格点资料,采用奇异值分解(SVD)和海洋混合层热量收支分析方法,揭示了夏季海洋大陆海表温度异常与东亚环流异常之间的主要耦合模态及其形成和维持机制。SVD主模态以整个海洋大陆海表温度异常和东亚地区海平面气压异常的同相变化为主要特征(图1)。ENSO 等热带海温强迫对耦合模态中的海洋性大陆地区海温异常的形成和维持具有重要作用,而局地海洋动力学过程和热通量作用共则主要起着维持作用,但二者的重要性在不同地区存在显著差异(图2和表1):爪哇岛附近的暖海温异常主要由洋流经向平流起主导作用;而孟加拉湾、南海和西北太平洋地区的暖海温异常则主要由大气向海洋输送的潜热通量和短波辐射通量增加所致。其中,海表流和短波辐射受到耦合模态正位相伴随的西北太平洋异常反气旋环流的调控,而耦合模态正位相相关的大气垂直环流异常又可反过来利于该异常反气旋环流的维持。研究还指出,该耦合模态对我国夏季降水具有重要影响,其正位相有利于加强长江中下游和云贵高原南部的夏季降水。

本研究成果加深了对海洋性大陆区域海温异常变化与东亚气候异常之间联系的认识,并为进一步研究东亚气候异常变率提供了重要线索。

图1 SVD1的左场SSTA(a)和右场SLPA(b)的时间系数分别与SSTA和SLPA的相关系数分布及相应的时间系数(c)。打点区域表示相关性通过90%信度检验。黑虚线框区域为进行SVD分解选取的左场MC区域,绿色框区域为所选取的右场东亚区域。

图2 海温合成差值场(阴影;单位:°C)和诊断区域划分范围。MC区域上的实线框(Box)为所选混合层热力诊断方程计算海温变化趋势的区域。打点区域表示海温异常通过90%信度检验。

表1  SVD1中MC不同区域(Box: A1-D1)混合层热力诊断方程中各项数值

论文信息:

Zhu, J, YY Yu*, ZY Guan*, et al. Dominant Coupling Mode of SST in Maritime Continental Region and East Asian Summer Monsoon Circulation. J Geophys Res, 127, e2022JD036739. doi: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022JD036739