印度洋季风环流年代际变化及其与大气环流的关系

【摘要】：本文应用了NCEP大气月平均再分析资料及长度为142年的全球海表面及陆表面温度异常的逐月资料，应用滑动平均、相关分析及主成分分析等方法，研究了印度洋上SSTA、大气位势高度场、越赤道气流及季风环流的年代际变化。讨论了南北半球在各自的冬半年大气年代际变化的异同，及它们对印度洋上大气年代际变化的影响，尤其是南半球冷空气活动对印度洋年代际变化的影响。得到的结论为： (1) 印度洋SSTA及其1000hPa、500hPa大气位势高度场，越赤道气流及季风环流，南半球大气1000hPa、500hPa位势高度场年代际变化第一模态均表现出在20世纪70年代中期经历了一次跃变。从而在1976年之后，印度洋SSTA增大，印度洋1000hPa、500hPa位势高度场升高，越赤道气流加强，南亚季风环流加强。南半球大气1000hPa、500hPa位势高度场在高纬度降低，在中低纬度升高。且季节对于这种年代际变化有一定的调制作用。 (2) 印度洋SSTA在北半球夏季及冬季年代际变化第一模态表现为整个印度洋上的同位相变化，第二模态表现为热带地区与南印度洋中纬度的反位相变化。印度洋大气位势高度场的年代际变化主要集中于副热带及中高纬地区，热带地区变化比较弱。第一模态主要表现为中纬度整个纬向上较一致的变化，第二模态表现了南印度洋中纬度年代际变化东西方向上的反位相。 (3) 南北半球在各自冬半年大气位势高度场年代际变化比较：南半球冬半年年代际变化在对流层的中低层比较一致，位势高度场第一模态表现为一种经向上的差异，即高低纬度之间的差异，而第二模态主要反映了一种纬向上的差异，即在中纬度这样一个带状区域上有明显的正负变化中心的相间排列。北半球冬半年年代际变化在对流层的中低层之间差异比较大，总的来看变化比较大的区域位于北太平洋中高纬。并且20世纪70年代中期的一次全球性跃变是在它的500hPa第二模态中表现出来的，并不是最主要的模态。 (4) 发现南半球高纬大气对印度洋大气的年代际变化有较大的影响，南印度洋冬半年西风指数时间序列中存在的20世纪70年代中期的跃变表明，在1976年之后南印度洋高纬度与中纬度之间大气的热量交换减弱，进而导致了暖空气无法进入到极地，同样极地的冷空气无法流向更低的纬度，所以造成印度洋上中低纬大气增暖，位势高度场增大，而极地相反。 中国海洋人学硕士学位论文 (5)全球200hPa与850hPa之间厚度场在此次20世纪70年代中期气候跃变中的变化 表现出明显的南北半球间的差异，南半球的厚度场以增加为主，而北半球的厚度场以减弱 为主。从而表现出了南北半球大气在1976年的这一次年代际时间尺度变化中的变化趋势 的不同。东经450处夏季越赤道气流与1050处冬季越赤道气流在1976年之后的增强说明 两半球之间的冷空气交换增强。 (6)与南亚季风相比，北半球夏季风在东亚区域低空经向风场中表现出更为明显的20 世纪70年代中期的跃变，在跃变之后东亚夏季风明显的变弱。此种表现可能的原因是通 过大气的遥相关，由热带西印度洋风场的变化而引起的。