春季南半球环状模和长江流域夏季降水关系及相关联全球海温变化模态

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1、摘要本文从资料诊断的角度研究了南半球环状模(SAM)与东亚夏季风的联系，发现春季SAM与长江流域夏季降水存在显著的正相关关系，为我国长江流域汛期降水预报提供了一有用的前期信号：春季SAM。接着对春季SAM影响夏季长江流域降水的途径和物理机制作了分析。还对1960／1965—1985年全球海温的系统性变化以及全球海温变化的主要模态作了分析。主要结论如下：I。通过对春季(4—5月)南半球环状模(SAM)与夏季(6—8月)中国降水关系的分析，发现春季SAM与夏季长江中下游降水之间存在显著的正相关关系。春季SAM偏强的同期对流层下层在欧亚大陆存在二以蒙古高原为中心的异常反气

2、旋，东亚从中纬度到我国东北，华南地区均为异常的偏北气流控制。这种环流异常形式可以持续到夏季并加强，致使东亚夏季风减弱：春季SAM偏强随后的夏季西太平洋副热带高压西部脊强度加强，位置偏西，这些异常环流都有利于长江中下游地区降水偏多。另外，春季SAM偏强随后的夏季长江流域水汽含量增大，向上的垂直运动得到加强，为该地区降水偏多提供了基本的水汽条件。春季SAM偏弱时，夏季东亚大气环流和水汽条件相反。因此，春季SAM为夏季长江中下游汛期降水提供了一有用的前期预报信号。2．分析了春夏季印度洋、南海海温异常在春季SAM与夏季长江中下游降水关系中的作用。发现春季SAMI正(负)异常

3、时，同期南印度洋中高纬、北印度洋海域海温出现了明显正(负)异常，这种海温的正(负)异常在夏季依然存在，并且北印度洋的海温异常得到加强。对印度洋和南海海域详细划分区域后的进一步分析表明春季南半球热带外大气环流(SAM)异常可以强迫南印度洋中高纬海域海温发生明显异常。这种异常可以持续到夏季，而且表现出传播特性，即：南印度洋中高纬海温异常可以传播到北印度洋(包括阿拉伯海和孟加拉湾)和南海海域，加强这些海域海温异常。对东亚夏季风与夏季海温关系的分析表明：东亚夏季风异常对应的夏季北印度洋、南海海温异常与春季SAM异常对应的夏季北印度洋、南海海温异常的形势相似，符号相反。说明印

4、度洋、南海海温是春季SAM影响夏季长江中下游降水的一“桥梁”。基本思路为：强(弱)春季SAM可以引起南印度洋中高纬海域海温的偏高(偏低)；南印度洋Ⅲ中高纬海域偏高(偏低)的海温从春季持续到夏季并且传播到阿拉伯海、孟加拉湾、南海海域：这些海区偏高(偏低)的海温可以导致东亚夏季风减弱(加强)，而东亚夏季风减弱(加强)是长江中下游降水偏多(偏少)的一有利条件。3对印度洋海气界面辐射和热交换过程在春季SAM影响东亚夏季风的过程中的作用作了分析。发现春季SAM偏强，南印度洋中高纬海域向上的辐射通量和热通量减弱，有利于该地区海温的升高；赤道印度洋地区通量的异常不利于该地区海温的

5、升高；北印度洋地区向上的热通量减弱，向下的辐射通量增加，有利于该地区海温的升高。春季SAM偏弱的年份海气界面通量的异常与t之相反。进一步分析表明，南印度洋中高纬海域的辐射异常主要是由净长波辐射过程引起，北印度洋辐射通量的异常主要是由净短波辐射变化引起的。春季SAM异常年份，在北印度洋云的变化可能改变了短波辐射过程。春季SAM偏强，北印度洋海区向上的潜热通量减少，低云云量减少，反射的太阳短波辐射减少，入射到海表的短波辐射增加，海温容易升温；反之，亦然。这与南印度洋异常海温向北印度洋传播，引起北印度洋海温变化并不矛盾。仅说明春季SAM异常年份，夏季北印度洋潜热、低云云量

6、、短波辐射的变化都与该海区海温的异常有一定联系。总之，春季SAM通过海气界面通量交换强迫南印度洋中高纬海域海温；夏季北印度洋海温，潜热通量，低云云量，短波辐射变化与春季SAM相互联系；南印度洋中高纬海温异常向北印度洋的传播机制还不清楚。4春、夏、秋和年平均的全球海温在1960／1965—1985年在十年际一年代际尺度上存在系统性的短期趋势变化：南印度洋中纬度、赤道中东太平洋、南大西洋海温与非洲南端的印度洋、中纬度北太平洋海温变化呈相反的趋势。SAMl、PDOI在1960／1965．1985也存在短期的升高趋势。海温的系统性的短期趋势可能与SAM、PDO的短期趋势之间

7、存在某种关系。冬季南印度洋中低纬、北太平洋中纬度、赤道中东太平洋都具有系统性的海温短期趋势变化。冬季这种系统性的变化与PDO关系比较显著，与SAM之间的线性关系并不明确。5采用149年(1854—2002年)和52年(1951-2002年)不同时段的海表温度(SST)资料分季节对全球海温变化的主要模态作了分析。发现全球海温变化的第一模态表现为线性趋势项。近50年北太平洋中高纬、北大西洋北部、南太平洋零星海域在变冷。全球其它海区变暖。长时间序列的海温资料分析表明这一趋TV势可以追溯封1910年代。1854—1910年代海温的变化趋势与1910年代一2002年相反。