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印度洋偶极子对华南沿海地表风速变化的影响
2024年
印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)这一气候因子对印度洋周边乃至全球气候产生重要影响,在最近20多年中受到越来越多的关注;但目前尚不清楚其是否对华南沿海地表风速变化产生影响。文章依据中国华南沿海地区地表风速观测资料和最近20多年来对IOD的研究成果,应用统计分析和大气环流变化对这一问题进行分析。结果发现,除了以往提到的高—低纬度温差、北极涛动(Arctic Oscillation,AO)、太平年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)和厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)外,IOD活动也是影响华南沿海地区地表风速变化的重要因素之一。IOD活动的影响弱于高—低纬度温差;但相对于AO、PDO和ENSO,IOD活动对该地区地表风速的变化产生更为重要的影响。特别是伴随全球变暖的IOD活动加强是造成华南沿海地区秋季地表风速下降的重要因素。
严晟江谢宇周厚云
关键词:大气环流华南沿海
热带印度洋偶极子对副热带南印度洋偶极子的影响及其年代际变化
2024年
热带印度洋偶极子(Indian Ocean dipole,IOD)和副热带南印度洋偶极子(subtropical Indian Ocean dipole,SIOD)作为热带和副热带印度洋海气耦合的主要模态,二者联系密切。本文基于梁氏-克里曼信息流理论确定IOD与SIOD互为因果,并利用Hadley中心的海表面温度数据以及NCEP大气再分析等数据分析了1950~2021年期间前期IOD对SIOD发展的影响及其年代际变化规律。结果显示,IOD超前SIOD的相关关系在1976年和2002年前后发生了年代际转变。1950~1976年期间(P1),二者关系不显著;1977~2002年期间(P2),二者存在显著负相关,当IOD超前SIOD 5个月时达到最大负相关,相关系数为-0.56;2003~2021年期间(P3),二者相关性有所减弱,相关系数为-0.33。IOD与SIOD主周期的变化进一步验证了二者相关关系的年代际变化。P2时期,IOD与SIOD之间存在显著的2~4 a反位相一致周期,而在P1、P3时期两者没有明显的同周期。与此同时,IOD超前SIOD时二者关系的年代际变化与太平年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)的位相转换有密切联系。PDO冷位相下,副热带印度洋大气环流响应较弱,海气背景不利于IOD对SIOD事件的激发。PDO暖位相能够通过ENSO加强赤道印度洋-太平的Walker环流异常,与赤道东风异常有关的反气旋环流促使热带西印度洋的正海表温度异常(sea surface temperature anomalies,SSTA)向东南方向延伸,促进东南印度洋正SSTA的发展;IOD通过经向环流的垂直运动引起中纬度对流层高层辐散,产生等效正压Rossby波,与之相关的低层异常气旋环流通过“风-蒸发-海表面温度”(wind-evaporation-SST,WES)反馈诱导副热带西南印度洋负SSTA的发展,二者共同促进了次年冬季负SIOD事件的生成。
时文娟冯俊乔王富军王庆业胡石建张子叶
关键词:印度洋偶极子年代际变化
ENSO对印度洋偶极子非对称性的影响及机制研究被引量:1
2023年
利用海表温度再分析资料、NCEP/NCAR大气环流再分析资料以及MPI-ESM1-2-LR气候模式PI-Control试验输出数据等,通过对不同强度的厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Oscillation, ENSO)事件所对应的印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole, IOD)事件的分析,探讨了ENSO对IOD偏度的调制作用。结果表明,伴随着赤道中东太平明显的正海温偏度,秋季印度洋海表温度存在西正东负的偏度。IOD与ENSO之间呈现出较强的非线性关系,且大部分强的正IOD事件对应着强El Nino事件。强El Nino位相下,IOD事件相关的海温与风场表现出很强的响应,强于La Nina事件产生的响应,表现为强的非对称性;相比较而言,弱El Nino事件与La Nina事件下引起的印度洋海温和风场的强度相当,并没有显著的非对称性。因此,ENSO可通过激发非对称的大气遥相关对IOD强度非对称性产生调制作用,印度洋海表温度偏度很大程度上是由强El Nino事件导致的强正IOD事件所贡献。
黄怡陶张文君薛奥运
关键词:印度洋偶极子偏度
印度洋偶极子指数预测方法
本发明涉及海环境参数计算技术领域,具体地涉及一种印度洋偶极子指数预测方法。本发明提供的一种印度洋偶极子指数预测方法,包括如下步骤:获取至少包含指定海域周围风场数据特征和海‑大气信息,以形成训练用数据集;将所述数据集输...
冯源李晨孙天颖洪锋刘超田苗苗李首成
文献传递
印度洋偶极子向海盆一致模转变的年代际变化及其成因被引量:1
2022年
利用3种百年时间尺度的海温资料,探讨了印度洋偶极子(India Ocean Dipole, IOD)向海盆一致模(Indian Ocean Basin, IOB)年际转变的年代际变化,结果发现1940-1970年几乎不存在这一转变现象,1970年以后该现象则十分显著。研究表明,IOD与ENSO之间海气耦合作用的年代际变化是这一转变现象的主要原因,1940-1970年IOD与ENSO之间发生发展相互独立,而1970年以后联系密切。通过进一步对物理量场的诊断分析,揭示了其中主要的动力机理:1970年以前,热带印度洋上空形成的季风环流异常无法与热带太平的沃克环流异常进行耦合,IOD事件发生时无法与热带太平产生联系。反之,1970年以后,热带两大上空两个纬圈环流异常之间耦合作用强烈,正(负)IOD事件发生时,通过海气相互作用,促进El Nino(La Nina)发展,印度洋又会受到来自ENSO的正反馈作用。因此这种“齿轮式”耦合模型能一直持续到冬季和次年春季,热带印度洋上空持续受到东(西)风异常的影响和低层环流的引导,西印度洋有次表层暖水的流入(出),加上印度洋本身海盆尺度较小,西边的暖(冷)水区显著增大,东西海温异常差异迅速减小并向海盆一致变暖(冷)转变,导致了后期冬季、春季正(负)IOB事件的出现。
郭品文吴清传
关键词:印度洋偶极子年代际变化ENSO
深度学习在印度洋偶极子预报中的应用研究被引量:2
2022年
印度洋偶极子(IOD)是热带印度洋秋季最强的年际变率,它会通过大气遥相关来影响世界许多地区的气候。目前耦合气候模式对IOD预报技巧仍非常有限,远低于热带太平的厄尔尼诺事件的预报技巧。鉴于深度学习具备高效的数据处理能力,本文使用深度学习中的卷积神经网络(CNN)与人工神经网络中的多层感知机(MLP)处理再分析观测资料,从而进行IOD预报。由于当预报初始时刻为北半球冬春季时,对IOD事件的预报技巧较低。因此,为探索CNN的预报能力,本文仅使用三种(1~3月、2~4月、3~5月)初始时刻的海表温度异常(SSTA)作为CNN的输入数据,来预报其后续七个月的印度洋偶极子指数(DMI)、东极子指数(EIOI)和西极子指数(WIOI)。结果表明:CNN对DMI、EIOI和WIOI的有效预测时效均超过了6个月。与现在耦合动力模式相比,CNN模型能够显著提升DMI和EIOI的预报技巧,但对WIOI的预报技巧提升有限。当预报提前时间为7个月时,CNN模型能够比较准确地预报1994、1997与2019年的IOD事件。由于CNN模型能够更好地抓住印度洋海温的空间结构特征,它对IOD事件的预报技巧比传统神经网络MLP高。
刘俊唐佑民宋迅殊孙志林
关键词:印度洋偶极子卷积神经网络气候预报
印度洋赤道潜流年际变化特征及其与印度洋偶极子的联系被引量:1
2022年
印度洋赤道潜流(equatorial undercurrent,EUC)是赤道流系的重要组成部分,对印度洋物质输运和能量交换有着重要意义。基于SODA3.4.2海再分析数据,对印度洋EUC的三维空间结构和年际变化特征进行分析,并揭示其年际变率与印度洋偶极子(Indian Ocean dipole, IOD)的联系。结果显示,气候态上,印度洋EUC出现在冬末春初(2~4月)和夏末秋初(8~10月)季节,且空间结构关于赤道呈南北对称分布,其半年周期变化是由赤道纬向东风所引起的向东的次表层压强梯度力(pressure gradient force, PGF)所驱动。年际尺度上,印度洋EUC的结构和强度显著受到IOD的调控,即EUC在正IOD期间几乎能够维持一整年,其强度春季增强、夏季减弱,再随着正IOD的成熟而达到最强,同时其流核中心往赤道东南稍稍偏移。动力诊断结果表明,赤道印度洋次表层向东的PGF是表征印度洋EUC年际变化的重要指标,主导了EUC的年际变化。因此,在IOD期间,风-温跃层-海表温度之间的正反馈机制通过影响印度洋次表层PGF进而调制了EUC的年际变化,同时加强(减弱)的EUC也将通过补偿赤道东印度洋的上升流进而维持正(负) IOD的发展。
李俊灵徐康徐康王卫强
关键词:印度洋偶极子年际变化
印度洋偶极子研究进展回顾被引量:3
2021年
印度洋偶极子是热带印度洋中重要的年际变率之一,对印度洋周边国家乃至全球的气候有着重要的影响,关于其形成机制及气候影响的研究对于气候预测具有重要意义。主要回顾了近10年印度洋偶极子的相关研究进展,包括印度洋偶极子的基本特征、与热带太平中厄尔尼诺—南方涛动之间的关系、与亚洲夏季风之间的关系、对全球气候的影响以及全球变暖背景下的变化等。印度洋偶极子与热带太平中厄尔尼诺—南方涛动之间的关系体现为二者之间是相互影响的,但不同类型的印度洋偶极子对热带太平中厄尔尼诺—南方涛动的影响机制尚不明确,还需进一步的研究。印度洋偶极子与亚洲夏季风之间的关系体现为二者之间存在强烈的相互作用,印度洋偶极子印度洋东部夏季风环流之间存在相互促进作用,而印度洋偶极子印度夏季风环流之间的相互作用尚需进一步研究。此外,研究表明全球变暖背景下极端正印度洋偶极子的发生将增多,同时极端印度洋偶极子对我国极端气候事件的发生有着重要影响。以往的研究主要集中于单独的印度洋偶极子印度洋偶极子和热带太平中厄尔尼诺—南方涛动的结合对我国极端气候的影响,而印度洋偶极子与中高纬环流系统或泛热带海之间的协同作用对我国极端气候事件的影响还亟需相关研究。对印度洋偶极子的系统性回顾可为未来印度洋偶极子的研究提供一定的科学基础。
姜继兰刘屹岷李建平李建平
关键词:印度洋偶极子相互作用全球增暖
印度洋偶极子与长江流域夏季降水之间的联系
2021年
利用HadISST海温资料,NCEP/NCAR再分析资料以及中国756个测站的降水资料,本论文分析了热带印度洋偶极子(IOD)对我国长江流域夏季降水影响的年代际变动特征及成因。结果显示近66年(1950-2015年),IOD指数存在年代际变化,尤其在20世纪70年代后IOD存在正负位相的振荡。31年滑动相关表明印度洋偶极子模式与长江流域中下游夏季降水的相关系数有很强的年代际变化;70年代之前相关不显著,70年代中期以后相关系数明显增大。分别选取了相关显著(1985-2015)和相关不显著(1951-1981)的31年进行分析发现在相关系数显著的年代,印度洋海温的异常会影响东亚大槽加深和西太平副高北跳,并且从印度洋输送到长江流域的水汽增多,使得我国长江流域夏季降水增多。
周措毛杨快卓玛马俊卿刘金青李大鹏
关键词:印度洋偶极子夏季降水异常长江流域
秋季热带印度洋偶极子年际振荡对长江上游径流量多寡的影响分析被引量:2
2021年
利用年际增量、小波分析和回归分析等方法深入分析了秋季热带印度洋偶极子(Tropical Indian Ocean Dipole,TIOD)年际振荡对次年长江上游年径流量的影响特征及其物理机理。结果表明,长江上游年径流量和秋季TIOD均具有显著的年际振荡特征,在20世纪80年代以前和90年代之后尤为明显。两者的滞后相关系数为0.42,通过了99.9%的显著性检验,即秋季TIOD较前一年增强(减弱),有利于次年长江上游径流量较前一年偏多(少)。秋季TIOD对次年长江上游年径流量多寡的影响,是通过调制降水,尤其是夏季降水来实现的。当秋季TIOD增强时,赤道印度洋海温呈东西"-+"分布,其中偏暖区延伸至南北纬20°,偏冷区与西太平的偏冷区相通。赤道印度洋至西太平上空激发出增强的Walker型环流,中心位于印度洋正上方。随着时间的发展,暖性Kelvin波产生并向东传播,印度洋偏暖区以及冷暖海温差异中心东移。至次年夏季,西印度洋暖海温中心移动至东印度洋边缘至南海区域,偏冷海区东退至日界线附近。印度洋上空增强的Walker型环流消失,高层转为偏东气流与105°E附近加强爬升的气流相连。与此同时,105°E以东的Walker环流加强,高层为西风,400 hPa以下为深厚的东风区。高低空环流相互耦合并配合科氏力的影响,赤道以北副热带地区负涡度增强,西太平副热带高压偏大偏强,异常反气旋北扩,系统外围的西南气流加强南海和孟湾水汽的输送,使得次年夏季长江上游全流域处于水汽辐合上升区,降水显著偏多,从而影响了长江上游年径流量的多寡。
庞轶舒秦宁生罗玉王春学周斌
关键词:印度洋偶极子长江上游年径流量

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谭言科
作品数:110被引量:732H指数:17
供职机构:中国人民解放军理工大学气象海洋学院
研究主题:热带印度洋 热带印度洋偶极子 北太平洋 黑潮 热带气旋
李崇银
作品数:306被引量:4,178H指数:45
供职机构:中国科学院大气物理研究所
研究主题:大气环流 ENSO 数值模拟 热带大气季节内振荡 大气季节内振荡
张铭
作品数:195被引量:796H指数:17
供职机构:中国科学院大气物理研究所
研究主题:数值模拟 EOF分析 暴雨 谱函数 大气环流模式
李琰
作品数:47被引量:214H指数:9
供职机构:南京信息工程大学
研究主题:海表温度 厄尔尼诺 热带太平洋 印度洋海温异常 数值模拟
何金海
作品数:566被引量:7,244H指数:47
供职机构:南京信息工程大学
研究主题:夏季 大气环流 降水 青藏高原 季风