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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2011年
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热带印度洋热含量变异及其对我国旱涝的影响研究

黄科  
【摘要】:众所周知,干旱和洪涝是我国影响最大的气候灾害。自从20世纪80年代以来,我国每年由于旱涝等气候灾害造成的经济损失达2000亿元左右,约占国民经济总产值的3%-6%。因此,开展我国旱涝灾害的形成机理和预测理论研究,提高气候异常的预测水平,从而减轻旱涝气候灾害造成的经济损失,是我国急需研究的前沿课题。 在热带印度洋,东印度洋暖池是印-太暖池的一部分,是全球海洋的“暖极”,它影响着季风水汽输送和雨带分布,从而对我国旱涝起着关键的调控作用。但应指出的是,在以往有关海洋对我国旱涝影响研究中,大都使用海表温度(SST)作为基本海洋参数。由于SST受海面热通量的影响极大,因此在体现海洋的动力学过程方面,它远不如海洋热含量或次表层海温。然而,迄今人们对热带印度洋热含量异常场的年际和年代际时空变化对我国旱涝的影响研究仍较少,而且对其影响的物理过程也知之甚少。因此,开展热带印度洋热含量年际和年代际时空变化及其对我国旱涝的影响研究不仅具有重要的科学意义,而且还有重要的实践意义。 本文根据1950~2006年日本气象厅提供的月平均温、盐度资料、1950~2009年我国160站的月平均降水资料以及ERA-40和NCEP/NCAR大气月平均再分析资料,采用滤波、EOF、相关分析及合成分析等统计方法,研究了热带印度洋热含量距平场的年际和年代际时空变化特征及其对我国旱涝的影响。此外,本文还分析了热含量年际和年代际变率与El Ni?o‐Southern?Oscillation(ENSO)、印度洋偶极子(IOD)、太平洋年代际振荡(PDO)以及大气环流异常的关系。得到的主要研究结果如下。 1.热带印度洋热含量异常场的年际振荡模主要包括变化周期相近但空间结构不同的两个模态,这两个模态的振荡周期均为2-6a,但第二模态更像是第一模态的前期发展阶段。热带印度洋热含量异常场的年代际振荡模也主要包括了变化周期相近但空间结构不同的两个模态,这两个模态的振荡周期都为28a,但第二模态更像是第一模态的过渡阶段。热带印度洋热含量异常场的年际振荡模可能对ENSO和IOD有1-9个月和3-11个月的超前影响,而赤道印度洋纬向风异常是热带印度洋热含量年际振荡模变化的重要影响因素。PDO则可能对热带印度洋热含量异常场的年代际振荡模有约8-11a的超前影响。 2.热带印度洋热含量年际振荡第一模态对我国夏季(6~8月)降水具有约9个月的超前影响,即当秋季热带印度洋热含量第一模态时间系数为正(负)极值时,次年夏季江淮流域多(少)雨,而华南则少(多)雨。我国夏季降水的年际变化主要是由前秋热带印度洋热含量年际振荡导致的亚-印-太地区大气环流异常和水汽通量变化引起的。其中,西太平洋副热带高压、南亚高压、索马里越赤道气流、热带印度洋纬向风、Walker环流和西南季风等对水汽通量变化都有较重要作用。 3.热带印度洋热含量异常场的年代际振荡对我国夏季降水也有重要影响,而其影响则主要是通过影响东亚和南亚夏季风的年代际变化来实现的。在20世纪70年代末以前,热带印度洋热含量偏少,海陆热力差增大,季风偏强,水汽输送增多,使得华北和华南地区的夏季降水异常偏多,而长江中下游降水则偏少;在20世纪70年代末以后,热带印度洋热含量偏多,海陆热力差减小,季风减弱,水汽输送减弱,致使华北和华南地区的夏季降水减少,而长江中下游的降水则增加。
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