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本文利用日益丰富的大气和海洋数据资料和完善的数值模式,对印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)事件的特征,ENSO(El Ni(n~)o/Southern Oscillation)在IOD形成中的作用及ENSO和IOD两种海洋事件对菲律宾附近低层大气环流的影响进行了研究。主要结论如下:
⑴通过SOM3.0(Slab Ocean Model Version3.O)和CCSM3.0(CommunityClimate System Model Version3.0)的海气耦合模式模拟结果分析以及与观测资料的比较,证实IOD事件是印度洋上明显存在的海洋事件且处于印度洋海温变化的第二主模态。IOD有很强的季节锁相,秋季达到峰值,并且海温异常第一模态由全海盆型变为偶极子型。对比分析表明大气环流异常引起的海表面净热量通量异常有能力产生东西印度洋偶极子型海温变化。西印度洋暖海温异常(SSTA)较东印度洋冷SSTA晚约一个季度出现,这是由于除热通量作用外,东风距平首先出现在东印度洋,会引起海水上翻使得印度洋负SSTA建立,随后负SSTA激发东印度洋Rossby波西传使得赤道西印度洋表层海温增暖。
⑵为了考察ENSO事件在IOD形成中的作用,我们将ENSO事件开始爆发的时间上分成春季爆发型(SP)和夏季爆发型(SU),按ENSO事件首先出现海温异常的区域分成东部型(EP)和中部型(CP)。结果发现,ENSO事件对IOD事件的影响依赖于ENSO事件中海温异常的时空分布。春季爆发的东部型El Ni(n~)o事件都有利于印度洋正位相IOD事件形成,夏季爆发的中部El Ni(n~)o事件则不利于在印度洋形成正位相IOD事件。
⑶通过诊断分析和数值试验,深入探讨了热带海洋海温异常事件对菲律宾附近低层大气环流的影响及其可能机制,结果表明:①除ENSO事件外,秋季印度洋IOD事件与随后的菲律宾附近低层异常反气旋也有密切关系。在单纯印度洋正位相IOD事件和单纯正位相ENSO事件以及两事件伴随发生的年份,从11月-次年4月在菲律宾海地区均可以表现出明显的距平反气旋性环流特征。只是在两种事件伴随发生的年份,两大洋的协同作用会使得菲律宾低层反气旋性环流异常加强并持续更长时间,甚至延长至仲晚夏。②IOD事件和ENSO事件对菲律宾异常低层大气环流作用存在两种可能机制:其一,正位相IOD事件和El Ni(n~)o事件都分别可以导致赤道西太平洋-海洋大陆的异常下沉气流和负降水异常,大气对这种冷却降水异常能产生Rossby波响应进而在菲律宾海地区诱发出一个距平反气旋性风场环流;其二,正位相IOD事件和El Ni(n~)o事件都分别能在初秋南亚印度洋上发展起来低层异常反气旋环流(LAAC),并形成LAAC东部干冷西部湿热的低层大气水平不对称分布使得反气旋东移。两种机制下正位相IOD事件和El Ni(n~)o对菲律宾附近低层反气旋距平环流的发展都起到促进作用,因此两事件伴随发生时会产生更为强大的距平反气旋环流。