本研究首先基于最新定義的mega-ENSO與Nino3.4指數,對成熟期ENSO事件進行了重新分類,并深入探討了它們的氣候影響以及影響的物理機制。其次,北大西洋濤動(NAO)以及阿留申低壓(AL)與西太平洋型遙相關(WP)與ENSO事件的聯(lián)系并不穩(wěn)定。本研究同時立足于冬季NAO以及北太平洋大氣環(huán)流發(fā)生異常時,與之相伴隨的不穩(wěn)定海表溫度熱力異常特征,探討了 NAO以及北太平洋大氣環(huán)流對這些大氣下墊面熱力異常強迫的響應,并利用大氣環(huán)流模式研究了相關物理機制。主要結論如下:(1)從年際時間尺度出發(fā),利用Nino3.4與mega-ENSO指數,El Nino事件被分為:強、弱mega-El Nino和赤道型El Nino。弱mega-El Nino冬季,類似于負位相的NAO異常出現(xiàn)在北大西洋-歐亞大陸地區(qū),并伴隨著大西洋急流減弱,限制了來自海洋的暖濕空氣向大陸輸送,但是卻有利于極地干冷空氣南下,導致該地區(qū)冬季偏干冷。觀測和數值結果證明,副熱帶急流從北太平洋延伸至北大西洋使得NAO與弱mega-El Nino發(fā)生耦合。與之相反,赤道型El Nino伴隨相對較弱的副熱帶急流,不能顯著的影響歐亞大陸。對于強mega-El Nino事件,太平洋與印度洋所激發(fā)的大氣遙相關相互抵消導致NAO信號消失。(2)盡管年際尺度上,弱mega-El Nino與NAO具有明顯的耦特征,然而在年代際尺度上,mega-ENSO與NAO的聯(lián)系并不穩(wěn)定。在二者關系的耦合時期(1957-1981),mega-ENSO的發(fā)生常伴隨著熱帶北大西洋異常海溫出現(xiàn)。而在非耦合時期(1982-2012),mega-ENSO則與熱帶外北大西洋異常海溫相聯(lián)系。熱帶北大西洋海溫異常與類似NAO的大氣環(huán)流異常之間存在著一個正反饋機制,該正反饋有助于將NAO的影響從mega-ENSO發(fā)展期延伸至成熟期。(3)除了北大西洋濤動,我們同樣發(fā)現(xiàn)了年代際尺度上ENSO與北太平洋大氣環(huán)流之間聯(lián)系的不穩(wěn)定性。在ENSO成熟期,1957到1975年,顯著的正海表面溫度異常主要出現(xiàn)在赤道中東太平洋,與之相聯(lián)系的大氣環(huán)流異常類似于正位相的西太平洋型遙相關。而從1978到2011年,顯著的海表面溫度異常在太平洋地區(qū)呈現(xiàn)東西“蹺蹺板”型分布特征,與mega-ENSO所定義的海溫型類似,與之相聯(lián)系的大氣環(huán)流異常則類似于阿留申低壓。進一步的分析表明,與ENSO有關的熱帶外北太平洋海表面溫度年代際變冷激發(fā)出南北“偶極子”型環(huán)流異常,可能是調節(jié)ENSO與北太平洋大氣環(huán)流關系的原因。
【學位單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：P434
【部分圖文】：

在空間上ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ包括了熱帶太平洋及其副熱帶延伸區(qū)，定義為西太平洋“Ｋ”逡逑字形區(qū)域與東太平洋“三角形”區(qū)域之間區(qū)域平均的差值，表現(xiàn)為東太平洋與西太平洋逡逑之間的“蹺蹺板”結構（圖１．１）；時間上它具有從年際到年代際的多時間尺度特征。逡逑因此，與傳統(tǒng)ＥＮＳＯ指數相比較，ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ指數包含更加廣闊的時空尺度，能夠容逡逑納和反映更多更復雜的氣候信息。其獨特的時空特征導致了它對氣候系統(tǒng)獨特的影響。逡逑比如對季風系統(tǒng)的影響方面：北半球夏季風系統(tǒng)在過去３０年的增強被認為是逡逑ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ邋而非傳統(tǒng)邋ＥＮＳＯ邋作用的結果（Ｗａｎｇ邋ｅｔａｌ＿邋２０１３）邋；邋Ｗｕ邋ａｎｄ邋Ｙｕ邋（２０１５）通過逡逑對比發(fā)現(xiàn)動力模式對東亞夏季風的預報技巧一定程度上來源于對ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ的模擬能逡逑力的強弱。與極端事件聯(lián)系方面：ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ型海溫異常能夠引起東北亞地區(qū)異常下逡逑沉運動，進而加熱表面溫度，導致該地區(qū)熱浪頻次增加（Ｚｈｏｕ邋ａｎｄ邋Ｗｕ邋２０１６）。但是，逡逑上述研究多是關注ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ在其發(fā)展期夏季的影響。而ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ在其成熟期會發(fā)逡逑３逡逑

根據前文總結，我們知道有關ＥＮＳＯ氣候影響的研宄已有很多。那么，本文具體而逡逑言需要解決哪些問題呢？我們不妨先將關注點轉向太平洋地區(qū)不同ＥＮＳＯ指數所定義逡逑的空間范圍（圖１．２）。圖中黑框包含了邋Ｎｉｆｉｏ３和Ｎｉｆｉｏ４區(qū)所在范圍，紅色陰影為Ｎｉｆｔｏ３．４逡逑區(qū)所在。藍框包含了邋ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ指數所定義的區(qū)域，定義為西側Ｋ形區(qū)域與東側三角逡逑形區(qū)域的差值。對比ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ指數與傳統(tǒng)ＥＮＳＯ指數所定義的區(qū)域，可以得到一些逡逑直觀的結論：１）傳統(tǒng)ＥＮＳＯ指數主要定義在赤道太平洋地區(qū)。通過所定義區(qū)域海溫異逡逑常振幅的大小能夠反映不同ＥＮＳＯ事件的強弱，而通過所定義區(qū)域位置的緯向變化能夠逡逑反映出不同ＥＮＳＯ事件所對應的大氣對流運動中心位置的變化；２）邋ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ所對應逡逑的海溫異常模態(tài)則囊括了整個熱帶及中緯度太平洋海盆，相對于傳統(tǒng)ＥＮＳ？它包含了更逡逑９逡逑

我們期待利用ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ指數基于東、西太平洋海溫梯度再對ＥＮＳＯ事件進行逡逑分類。在此之前，首先給出了邋１９５７－２０１５年冬季Ｎｉｆｔｏ３．４與ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ指數的標準化逡逑時間序列（圖２．１）。這里為了便于比較，我們倒轉了邋ｍｅｇａ－ＥＮＳＯ指數。從圖中可以看逡逑２３逡逑

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本文編號：2818278