本文關(guān)鍵詞：熱帶印度洋海溫年際變化主模態(tài)的分類(lèi)及其與ENSO的聯(lián)系

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【摘要】：本文使用觀測(cè)資料、大氣-海洋耦合模式以及多種統(tǒng)計(jì)方法,研究了熱帶印度洋海溫年際變化的多種類(lèi)型及其與太平洋年際變化之間的聯(lián)系。本文首先通過(guò)觀測(cè)與多模式對(duì)比分析了氣候模式中El Nino-South Isolation (ENSO)與熱帶印度洋海表溫度(SST)年際變化的海盆一致(Indian Ocean Basin-wide, IOB)模態(tài)與偶極子(Indian Ocean Dipole, IOD)模態(tài)之間關(guān)系的模擬能力。在確定模式對(duì)熱帶太平洋和印度洋SST之間關(guān)系的模擬能力后,借助模式控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣本多的優(yōu)越性,對(duì)熱帶印度洋的海盆一致模態(tài)和偶極子模態(tài)分類(lèi),并針對(duì)IOB、IOD模態(tài)分別揭示了不同類(lèi)模態(tài)所對(duì)應(yīng)物理過(guò)程的一致性和差異；從而提出了一個(gè)新的反映熱帶太平洋和熱帶印度洋SST年際變化主模態(tài)之間相互影響和轉(zhuǎn)化的演化鏈,為氣候預(yù)測(cè)提供了一個(gè)新的思路。主要取得以下創(chuàng)新性成果：1.依據(jù)IOB模態(tài)的持續(xù)性,首次將IOB模態(tài)分為三類(lèi)：第一類(lèi)IOB模態(tài)自1月形成會(huì)一直持續(xù)到9月,稱(chēng)為持續(xù)型IOB模態(tài)；第二類(lèi)正(負(fù))IOB模態(tài)在6月轉(zhuǎn)化為正(負(fù))IOD模態(tài),稱(chēng)為同位相轉(zhuǎn)換型IOB模態(tài)；第三類(lèi)正(負(fù))IOB模態(tài)可以在6月轉(zhuǎn)化為負(fù)(正)IOD模態(tài),稱(chēng)為反位相轉(zhuǎn)換型IOB模態(tài)。指出了觀測(cè)(模式)中三類(lèi)IOB分別占總IOB的38%(53%)、29%(23%)和33%(24%)。揭示了5-6月澳大利亞高壓異常導(dǎo)致了澳大利亞以北表面風(fēng)場(chǎng)和局地SST異常,該海域的SST南北差異與海面風(fēng)相互作用在不同年份的差異,導(dǎo)致IOB在6月以后出現(xiàn)持續(xù),向IOD同位相轉(zhuǎn)換或向IOD反位相轉(zhuǎn)化的三種可能性。2.針對(duì)有關(guān)IOD模態(tài)是否獨(dú)立于ENSO的爭(zhēng)議,依據(jù)IOD模態(tài)的不同觸發(fā)條件,首次將自然界中較常發(fā)生且在秋季達(dá)到峰值的IOD分為三種類(lèi)型：第一類(lèi),熱帶印度洋-太平洋沃克環(huán)流異常導(dǎo)致的IOD,該類(lèi)與ENSO同時(shí)出現(xiàn)并同時(shí)發(fā)展,約占總IOD的40%;第二類(lèi),由春季的IOB轉(zhuǎn)變?yōu)榍锛镜腎OD,熱帶印度洋(澳大利亞以北與南海)緯向(跨赤道)SST梯度是其激發(fā)機(jī)制,約占總IOD的30%；第三類(lèi),由越赤道氣流異常激發(fā)出來(lái)的IOD,約占總IOD的10%。三類(lèi)IOD的觸發(fā)條件不同,但是發(fā)展過(guò)程卻都是由熱帶印度洋局地海洋-大氣相互作用導(dǎo)致。3. 赤道太平洋、印度洋大氣環(huán)流的齒輪式耦合效應(yīng)(吳國(guó)雄和孟文,1998)確實(shí)存在,但有其適用范圍。本文對(duì)齒輪效應(yīng)進(jìn)行了驗(yàn)證和修正。齒輪效應(yīng)適用于與厄爾尼諾/拉尼娜同時(shí)發(fā)展起來(lái)的第一類(lèi)IOD：但是對(duì)于在厄爾尼諾次年出現(xiàn)的第二類(lèi)IOD,印度洋的沃克環(huán)流異常發(fā)展對(duì)應(yīng)著太平洋沃克環(huán)流異常的消亡,兩者呈反向變化,因此齒輪效應(yīng)不適用；印度洋自身海氣相互作用激發(fā)出的獨(dú)立型IOD,印度洋沃克環(huán)流異常增強(qiáng),但是太平洋大氣環(huán)流基本沒(méi)有變化,因此齒輪效應(yīng)在這里也不適用。4.利用氣候模式控制實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)達(dá)500年樣本多的優(yōu)勢(shì),首次提出熱帶印度洋年際變化的IOB模態(tài)與IOD模態(tài),并不都是與ENSO存在密切的聯(lián)系：對(duì)于形成晚(6月以后)強(qiáng)度較弱的厄爾尼諾(拉尼娜),在其發(fā)展期并不對(duì)應(yīng)印度洋秋季達(dá)到峰值的正(負(fù))IOD和次年春季的正(負(fù))IOB模態(tài)；而對(duì)于形成早(5月以前)且強(qiáng)度較強(qiáng)的厄爾尼諾(拉尼娜),則存在一個(gè)熱帶太平洋、印度洋SST年際變化主模態(tài)相互影響和轉(zhuǎn)化的演化鏈：在早春就開(kāi)始生成的厄爾尼諾,會(huì)在夏初6月激發(fā)第一類(lèi)正IOD(約40%),這類(lèi)正IOD與厄爾尼諾相互促進(jìn)同時(shí)發(fā)展增強(qiáng),絕大多數(shù)會(huì)在厄爾尼諾達(dá)到峰值之后導(dǎo)致熱帶印度洋出現(xiàn)正IOB模態(tài)。正IOB在次年夏初(6月)會(huì)出現(xiàn)持續(xù)、向IOD同位相轉(zhuǎn)化或向IOD反位相轉(zhuǎn)化的三種可能性：同位相轉(zhuǎn)化型正IOB能夠抑制厄爾尼諾向拉尼娜的轉(zhuǎn)化。持續(xù)型正IOB和反位相轉(zhuǎn)化型正IOB,都有助于使得厄爾尼諾轉(zhuǎn)化為拉尼娜。在這個(gè)演化鏈上,從厄爾尼諾的發(fā)展到其減弱或轉(zhuǎn)化為拉尼娜的演變過(guò)程中始終伴隨著正IOD與正IOB的生成、發(fā)展、轉(zhuǎn)化和衰亡,它們相互影響,關(guān)系密切。反之亦然。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P732;P731.11

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本文編號(hào)：1294676