北半球夏季赤道罗斯贝波的年代际变化规律研究

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赤道罗斯贝波(ERWs)是热带大气对流耦合波动中一个西传的分量,赤道罗斯贝波的活动对热带地区以及全球的天气和气候都具有十分重要的影响。开展赤道罗斯贝波年代际变化的物理机制研究,不仅可以掌握赤道罗斯贝波的时空演变规律以及提高数值模式对热带大气波动的模拟能力,而且研究结果还能为提高我国对热带地区的短期气候预测水平提供科学依据,具有重要的实用价值。本研究采用NCEP纬向风再分析资料、NOAA的向外长波辐射资料、哈德莱中心月平均海温资料,以及时空谱分析、时空滤波、经验正交函数分析、合成分析、相关分析等统计诊断方法和基于ECHAM6大气环流模式的数值模拟方法,研究了北半球夏季赤道罗斯贝波的年代际变化及其关键驱动因子,获得以下主要结论:利用1979-2018年6-9月平均的时空滤波向外长波辐射距平数据进行经验正交函数分析(EOF),得到前两个主成分,用其来定义北半球夏季赤道罗斯贝波的强度指数(ERWs-II)。对ERWs-II进行分析表明,赤道罗斯贝波强度在1995/1996年前后经历了明显的年代际变化,1979-1995年赤道罗斯贝波强度相对较弱,1996-2018年年以后赤道罗斯贝波强度则较强。对海温的合成分析结果表明,太平洋年代际振荡(PDO)、大西洋年代际振荡(AMO)和印度洋海盆模(IOBM)的不同位相对赤道罗斯贝波强度的年代际变化产生影响。在全球海表温度变暖的协同作用下,当PDO处于负位相,AMO和IOBM处于正位相时,赤道罗斯贝波强度在年代际尺度上较强;当PDO处于正位相,AMO和IOBM处于负位相时,赤道罗斯贝波强度在年代际尺度上较弱。通过ECHAM6模式数值试验验证,结果证实了驱动这种变化的相关物理过程。全球变暖背景下PDO、AMO和IOBM的协同变化引起的辐散风异常态与其气候态为同位相共振是导致北半球夏季赤道罗斯贝波强度年代际变化的主要原因。
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