【摘要】：西太平洋副熱帶(WPSH)與海溫外強(qiáng)迫因子發(fā)生了明顯的年代際變化。然而,WPSH與海溫因子的關(guān)系是否發(fā)生了年代際變化目前并不清楚。因此,本文基于NCEP/NCAR和NOAA再分析資料,利用亞-澳季風(fēng)區(qū)850hPa位勢高度距平場經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(EOF)前兩個(gè)模態(tài)表征WPSH,分析了EOF主模態(tài)與海溫因子關(guān)系的年代際變化。結(jié)果表明,EOF前兩個(gè)模態(tài)與海溫外強(qiáng)迫因子大約在1976-1977和1993-1994年發(fā)生了明顯的年代際變化。根據(jù)年代際變化年份,劃分了三個(gè)時(shí)段,對比研究EOF主分量(PC)在三個(gè)時(shí)段對應(yīng)的環(huán)流異常場,發(fā)現(xiàn)三個(gè)時(shí)段的PCs對應(yīng)的SSTA和850hPa異常風(fēng)場特征都不相同,且具有明顯的年代際變化。正第一主分量(PC1)在三個(gè)時(shí)段的春季和夏季都對應(yīng)赤道中東平洋暖海溫、熱帶印度洋暖海溫和西北太平洋冷海溫。夏季熱帶印度洋暖海溫“電容器效應(yīng)”的放電過程在1978-1992和1995-2013兩個(gè)時(shí)段被下沉氣流明顯抑制,使其對西北太平洋反氣旋(WNPAC)不起作用。正第二主分量(PC2)在三個(gè)時(shí)段的春季和夏季都對應(yīng)熱帶印度洋、海洋性大陸附近海區(qū)、西北太平洋暖海溫和北太平洋冷海溫,在夏季對應(yīng)顯著的赤道中東太平洋冷海溫,而只在1954-1975時(shí)段春季對應(yīng)顯著的正位北大西洋三極子(NAT)。1995-2013時(shí)段的春季北太平洋冷海溫上空的異常反氣旋加速了El Ni?o向La Ni?a位相轉(zhuǎn)變。1954-1975時(shí)段的春季NAT對WNPAC的增強(qiáng)作用被熱帶北大西洋暖海溫引起的對流層溫度正異常在一定程度上抵消了。東亞夏季環(huán)流變化對中國夏季降水的年際變化有重要影響,而熱帶海溫對東亞夏季環(huán)流異常有至關(guān)重要的作用,因此需要進(jìn)一步理解季節(jié)預(yù)測模式對東亞夏季環(huán)流的預(yù)測能力,以及對東亞夏季環(huán)流與熱帶海溫關(guān)系的刻畫能力。利用1991-2013年美國國家環(huán)境預(yù)測中心(NCEP)、中國氣象局國家氣候中心(NCC)和日本東京氣候中心(TCC)的三個(gè)季節(jié)預(yù)測模式(CFS V2、BCC_CSM V2和MRI-CGCM)和NCEP/NCAR再分析資料,定量評估了模式對東亞夏季風(fēng)(EASM)和WPSH強(qiáng)度的預(yù)測能力。在此基礎(chǔ)上,分析了模式預(yù)測的EASM和WPSH對熱帶海溫異常的響應(yīng)能力,以及ENSO事件對EASM和WPSH預(yù)測的影響,闡述了預(yù)測誤差產(chǎn)生的原因。結(jié)果表明:整體而言,三個(gè)模式對EASM和WPSH的預(yù)測技巧較高,但TCC模式對WPSH的預(yù)測技巧相對較低。三個(gè)模式預(yù)測的850hPa風(fēng)場在西北太平洋存在一個(gè)異常氣旋,使得預(yù)測的EASM偏強(qiáng)和WPSH偏弱。同時(shí),二者的年際變率整體比觀測小。三個(gè)模式預(yù)測的EASM和WPSH對熱帶海洋海溫異常的響應(yīng)隨季節(jié)演變特征與觀測比較接近,但NCEP模式和TCC模式預(yù)測的EASM對前期熱帶太平洋和前期、同期熱帶印度洋的海溫異常響應(yīng)要強(qiáng)于觀測,NCC模式預(yù)測的EASM對前期和同期的熱帶太平洋的海溫異常響應(yīng)明顯比觀測強(qiáng)。此外,三個(gè)模式預(yù)測的WPSH對前期和同期的熱帶太平洋、熱帶印度洋和熱帶大西洋的海溫異常響應(yīng)明顯強(qiáng)于觀測。三個(gè)模式預(yù)測的EASM和WPSH在ENSO年的平均絕對誤差(MAE)整體而言要比正常年的小很多,NCEP模式和NCC模式預(yù)測的EASM和WPSH的MAE在La Ni?a年和El Ni?o年差別不大,而TCC模式預(yù)測的EASM和WPSH的MAE在El Ni?o年比在La Ni?a年大很多,表明ENSO事件是東亞夏季環(huán)流重要的可預(yù)報(bào)源。
[Abstract]:However, it is not clear whether the relationship between WPSH and SST has undergone interdecadal variations. Therefore, based on NCEP/NCAR and NOAA reanalysis data, the empirical orthogonal function (EOF) of 850 hPa geopotential height anomalies over the Asian-Australian monsoon region is used in this paper. The interdecadal variations of the relationship between EOF main mode and SST factor are analyzed. The results show that the first two modes of EOF and SST forcing factor have obvious interdecadal variations from 1976 to 1977 and 1993 to 1994. According to the interdecadal variations, three periods are divided and the EOF principal component (PC) pairs are compared in three periods. It is found that the SSTA and 850 hPa anomalous wind fields corresponding to PCs in the three periods are different and have obvious interdecadal variations. The discharge process of the "capacitor effect" of the warm sea surface temperature (SST) was obviously suppressed by the subsidence currents during 1978-1992 and 1995-2013, which made it impossible for the Northwest Pacific anticyclone (WNPAC). The positive second principal component (PC2) corresponds to the tropical Indian Ocean in spring and summer in three periods, the warm SST in the sea area near the oceanic continents, and the warm SST in the Northwest Pacific Ocean. The cold sea surface temperature over the North Pacific corresponds to a significant equatorial central and Eastern Pacific cold sea surface temperature in summer, while the anomalous anticyclone over the cold sea surface temperature over the North Pacific corresponds to a significant positive North Atlantic Tripole (NAT) only in spring 1954-1975. The phase transition from El Ni?O to La Ni?A is accelerated by the anomalous anticyclone over the cold sea surface temperature over the North Pacific in spring 1995-2013. The enhancement is offset to some extent by the positive anomaly of the tropospheric temperature caused by the tropical North Atlantic warm sea surface temperature. Summer circulation changes in East Asia have an important impact on the interannual variability of summer precipitation in China, while the tropical sea surface temperature plays an important role in the anomaly of summer circulation in East Asia. Therefore, it is necessary to further understand the seasonal prediction model. The predictive ability of East Asian summer circulation and the descriptive ability of the relationship between East Asian summer circulation and tropical SST are studied. Three seasonal prediction models (CFS V2, BCC_CSM V2 and MRI-CGCM) and NCEP/NCAR are used to subdivide the East Asian summer circulation into 1991-2013 NCEP, NCC and TCC. On this basis, the response ability of EASM and WPSH to tropical SST anomalies and the influence of ENSO events on EASM and WPSH prediction are analyzed. The causes of prediction errors are explained. M and WPSH have higher prediction skills, but the TCC model has lower prediction skills for WPSH. The 850 hPa wind field predicted by the three models has an anomalous cyclone in the Northwest Pacific, which makes the prediction of EASM stronger and WPSH weaker. The response of EASM predicted by NCEP model and TCC model is stronger than that predicted by observation in the early tropical Pacific and the early tropical Indian Ocean, and the response of EASM predicted by NCC model to the early and contemporary tropical Pacific SSTA is stronger than that of observation. The mean absolute error (MAE) of EASM and WPSH predicted by the three models in ENSO year is much smaller than that predicted by normal year. The MAE of EASM and WPSH predicted by NCEP and NCC models in La Ni?A and El N? There is little difference in i? O year, while the EASM and WPSH MAE predicted by TCC model are much larger in El Ni? O year than in La Ni? A year, indicating that ENSO event is an important predictable source of summer circulation in East Asia.
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P424;P731.11

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