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本文通过对海平面气压、NCEP/NCAR再分析500hPa垂直速度、200hPa速度势和地球向外长波辐射等气象要素的分析,研究了近60年来赤道太平洋Walker环流的变化特征;利用逐月平均风场资料、纬向质量通量,研究了赤道印度洋纬向环流特征,以及两者的联系。
结果表明从19世纪中期以来,赤道Walker环流的强度有明显的年(代)际变化,主要周期特征为十年左右,此外也有显著的气候变化趋势,Walker环流的强度在1970年代后期发生了气候突变,分析表明,这些变化趋势与海表面温度上升是有关联的。近60年来的观测显示,热带印度洋/太平洋的SLP梯度减小,Walker环流的强度减弱。通过使用500hPaω、200hPa x和OLR资料分别构造表征太平洋Walker环流的强度指数,以此研究其变化特征。分析显示2~7年的振荡是其主要的变化周期,Walker环流在近60年趋于减弱,但21世纪后有增强的趋势特征。Walker环流的位置结构的变化也很重要,在最近60年呈偏西移动,这种西移特征可能与西太平洋的增暖较快有关。
另外研究也指出,年际尺度上印度洋纬向环流在夏季较强,春秋季相对较弱:用辐散风Ud和垂直速度ω合成的环流形势图能很好的呈现印度洋上空大气环流的基本状况,特别是能发现位于赤道非洲大陆上空较弱的顺时针环流圈。通过比较利用纬向风和辐散风定义的表征印度洋纬向环流强度指数,结果表明近60年来该环流的强度有减弱的趋势,纬向风和辐散风指数的结果虽然有差异,但是不同高度层的值均反应了上述变化特征。用同样的方法对太平洋Walker环流上下支的强度进行研究,太平洋上空区域平均的上支西风和下支东风在近60年有减弱趋势,并且在20世纪70年代中期有强度由强到弱的突变。总之,用辐散风分析热带大气环流状况比直接用纬向风场更准确。
年际相关分析表明赤道纬向环流强度的年际变化与ENSO关系密切,当E1 Ni(n~)o发生时赤道太平洋Walker环流强度减弱,印度洋纬向环流也减弱;发生La Ni(n~)a事件时情况则相反。印度洋纬向环流和Walker环流从1970年以后有显著的同相变化,联系更加紧密,这种变化特征对我们了解两个环流圈的相互关系及全球大气环流的变化特征具有参考意义。