冬季Modoki事件对亚太地区环流及大气臭氧层变化的影响研究

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Modoki现象对亚太地区环流场有重要作用,臭氧作为决定较高层大气温度的主要因子对气候变化的影响重大,基于前人的研究发现Modoki与臭氧都在冬季比较显著,因此文章将东亚地区冬季Modoki事件与臭氧变化联系起来,希望找到一些有益的结果。利用哈德莱中心、NCEP、欧洲中心、NOAA-MERRA等资料,对亚太冬季Modoki期间的环流场和臭氧变化进行分析,并利用EMI指数的季节0.7倍标准差,将1979-2014年36个冬季分为三类:El-Nino Modoki时期、La-Nina Modoki时期、背景态时期,针对不同时期的特征进行分析,得到以下几点结论:1、三个时期冬季的平均经圈环流结构完整,Hadley环流明显,正负中心都分别位于10° N、30° N附近;2、低纬热带太平洋中部臭氧在冬季El-Nino Modoki偏少,冬季La-Nina Modoki相较臭氧偏多;3、不同时期臭氧总量大值都位于太平洋北部,位置大致是东亚大槽的位置;4、冬季的臭氧总量距平随EMI的时间序列变化在中东部太平洋热带地区有很强负相关区域,并且通过检验的区域与Modoki时期臭氧总量的合成分析的显著区域基本一致,因此将该区域(180°-120° W,10-30° N)视为Modoki臭氧的敏感区:5、EOF第一模态的差异最大出现在西北太平洋(140°E-140° W,26°-46° N)视为海温关键区:6、海温关键区的海温与臭氧关键区的臭氧总量异常做SVD分析其第1模态结果表明,El-Nino Modoki期间方差贡献率达到84.75%,左右场模态相关系数高达0.71,日本东部和北太平洋的海温都与关键区臭氧总量的变化呈反相关。La-Nina Modoki时期方差贡献率为76.83%,相关系数为0.51,二者关系大体上为正相关,显著海域位于北太平洋中部地区呈弧状分布;7、A区海温与臭氧关键区的臭氧总量SVD第一模态结果显示:各时期海温与臭氧在大部分区域为反相关,El-Nino Modoki时期与背景态分布也较为接近;8、冬季El-Nino Modoki期间臭氧关键区的对流层顶高度总体上比冬季La-Nina Modoki期间偏高,差异最大的区域超过500m;9、臭氧关键区的后向轨迹分析也表明该区在较高垂直层气团主要来自西北方向中纬度地区与海温关键区对应;10、在臭氧异常变化的El-Nino Modoki与La-Nina Modoki时期的月份,当臭氧异常增加北太平洋西部地区海温均降低,当臭氧异常减少该区海温均上升。
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