中国气象学会主办。
文章信息
- 钱代丽, 管兆勇. 2018.
- QIAN Daili, GUAN Zhaoyong. 2018.
- 超强与普通厄尔尼诺海-气特征差异及对西太平洋副热带高压的不同影响
- Different features of super and regular El Niño events and their impacts on the variation of the West Pacific Subtropical High
- 气象学报, 76(3): 394-407.
- Acta Meteorologica Sinica, 76(3): 394-407.
- http://dx.doi.org/10.11676/qxxb2018.011
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文章历史
- 2017-09-05 收稿
- 2017-12-25 改回
2015-2016年,太平洋上Nino3.4区海表温度距平(SSTA)最高超过2.5℃,其持续变暖时间和累计距平超过1951年以来的所有厄尔尼诺事件,发生了继1982-1983年(Philander,1983;Harrison, et al,1990)和1997-1998年(Mcphaden,1999;Wang, et al,2000b)两次强厄尔尼诺事件后的又一次明显强于一般厄尔尼诺的超强事件。这次事件及其影响已受到广泛关注(丁一汇,2016;陈卫等,2016;翟盘茂等,2016;李清泉等,2016)。事实上,厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)作为热带太平洋年际变率中的最强信号,往往通过迫使西太平洋副热带高压(简称西太副高)的强度和位置出现变动(Zhang et al, 1996, 1999;Wang et al,2000a, 2001;张人禾等,2017),而导致长江流域以及华北、华南地区的旱涝和气温变化(钱代丽等, 2009;管兆勇等, 2010;刘屹岷等, 2013)。研究厄尔尼诺发生、发展过程中的海气变化特征,及其对西太副高异常的作用一直是中国气象学家致力要解决的问题。
Bjerknes(1969)首次用热带大气和海洋的反馈作用探讨了厄尔尼诺及拉尼娜事件产生的可能原因。之后,Wyrtki(1975)通过对观测资料的分析提出“信风张弛理论”,补充了Bjerknes(1969)研究中不能解释的冷、暖位相的转换部分。20世纪80年代末,Suarez等(1988)、Battisti(1988)、Battisti等(1989)进一步考虑了热带海洋波动的作用,提出了“时滞振子理论”:认为强烈的海-气耦合发生在太平洋中部,激发出向东传的暖开尔文波和向西传的冷罗斯贝波。暖开尔文波到达大洋东岸,引起中东太平洋变暖,与此同时,冷罗斯贝波到达大洋西岸,反射成为冷性开尔文波继而东传,降低中东太平洋的异常高海温,驱动厄尔尼诺向冷位相转换,从而建立起冷、暖位相的循环机制。张人禾等(1998)的研究进一步强调了热带西太平洋的纬向异常风应力及其东传在厄尔尼诺循环中的重要作用,并指出异常风应力的相对大小与厄尔尼诺的持续时间关系密切。此外,其他振子模型--“充热-放热(Charge-Discharge)振子理论”(Jin, 1997a, 1997b)、“平流-反射振子模型”(Picaut, et al,1997)、“西太平洋振子模型”(Weisberg, et al,1997)以及印度洋-太平洋海-气齿轮式耦合(吴国雄等,1998)等进一步完善了ENSO循环的动力机制。李崇银等(2008)对热带次表层海温(SOT)的研究则表明,ENSO实际上是热带太平洋次表层海温距平(SOTA)的循环,可以将ENSO的机理视为主要是由东亚季风异常造成的赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温距平的循环。
就厄尔尼诺对西太副高的影响而言,以往的研究(李崇银等,1987;Zhang, et al, 1996; Wang, et al,2000a;Chao, et al, 2002;Xiang, et al, 2013;张人禾等,2017)表明,多数ENSO爆发年夏季西太副高强度偏弱,位置偏东;厄尔尼诺事件在冬季发展成熟时,西太平洋上空将有反气旋异常环流维持至次年夏季,这个反气旋环流将使次年夏季西太副高异常发展。此外,印度洋海温对厄尔尼诺出现滞后响应而偏高,可通过“两级热力适应机制”加强西太副高(Wu, et al,1992;吴国雄等,2000)。另一类研究(Terao, et al,2005;Xie, et al, 2009)则表明印度洋海温正距平能激发暖开尔文波东传,同时由于埃克曼抽吸作用在西北太平洋地区出现反气旋异常,传递了前冬厄尔尼诺对夏季西太副高的影响。
然而,厄尔尼诺事件存在多种类型。不同类型的厄尔尼诺将对西太副高产生不同影响。就空间分布而言,存在传统的东部型事件,也存在中部型事件,如“日界线厄尔尼诺”(Larkin, et al,2005)、“厄尔尼诺-Modoki”(Ashok, et al,2007)、“中部型(CP)厄尔尼诺”(Kao, et al,2009)以及“暖池(WP)厄尔尼诺”(Kug, et al,2009)等。传统的东部型与中部型两类厄尔尼诺事件不仅在自身海洋特征上存在不同(刘长征等,2010;徐康等,2012;黎鑫等,2014;Chen, et al,2016),对中国气候的影响也存在差异(袁媛等,2012)。更有意义的是,经2015-2016年超强厄尔尼诺事件后,人们对这类事件更加关注(Chen, et al,2015;陈蔚等,2016;Xue, et al,2016),但深刻对比分析不同强度厄尔尼诺事件中海洋表层、次表层特征差异随时间的变化以及解释其对副高变化的影响,尚嫌不足。
因此,本研究将对1980-2016年的厄尔尼诺事件按其自身强度进行分类,并试图从事件发生、发展的不同阶段对比分析强、弱厄尔尼诺事件的海洋表层及次表层状态异常特征,以此揭示出超强事件与一般事件形成过程中的海气差异,并进一步探讨厄尔尼诺事件各生命阶段对西太副高的异常强迫作用,以期找出两类厄尔尼诺事件对西太副高的不同影响。
2 资料和方法文中使用:(1)哈得来环流中心的月平均海温资料(Rayner, et al,2003),分辨率为1°×1°;(2)GODAS海洋资料,包括海表的水平动量通量、次表层温度、水平洋流、垂直洋流(Behringer, et al,1998);(3)NCEP/NCAR再分析资料(Kalnay, et al,1996),包括各等压面上的位势高度场和风场,其水平分辨率为2.5°×2.5°,垂直方向上17层;(4)中国国家气候中心(NCC)西太副高特征指数,包括面积指数、强度指数、脊线位置、西脊点位置①。资料长度均取为1980年1月-2016年12月。
① http://cmdp.ncc-cma.net/cn/download.htm
依据美国气候预测中心(CPC)的厄尔尼诺事件监测标准,可确定出厄尔尼诺/拉尼娜事件。从1980-2016年Nino3.4区(5°S-5°N,170°-120°W)面积平均海温距平的3个月滑动平均(图 1)可见,Nino3.4区上海温距平连续5个月超过0.5℃的厄尔尼诺事件有1982-1983、1986-1988、1991-1992、1994-1995、1997-1998、2002-2003、2004-2005、2006-2007、2009-2010和2014-2016年共10次。这里要说明的是,为剔除非典型生命周期的厄尔尼诺事件对后续分析的干扰,对于1986-1988、2014-2016年两次事件仅取海温异常变化最明显的时期即1986-1987、2015-2016年作为这类事件的分析时段。此外,从图 1还可看到,在这些厄尔尼诺事件中,1982-1983、1997-1998、2015-2016年3次事件的海温距平的3个月滑动平均的峰值均超过了2℃,故将其作为本研究的“超强厄尔尼诺事件”,而剩余事件作为“普通厄尔尼诺事件”。
3 两类厄尔尼诺事件的异常特征对比 3.1 海表异常特征对比海表状态异常在超强和普通厄尔尼诺事件中存在明显差异(图 2)。对比两类厄尔尼诺事件中赤道附近海表变量异常随时、空的变化特征(图 2a、d)可以看到,两类事件中海温异常随时间的变化较为一致,当年初正异常从赤道中太平洋开始向东发展、增强,于年底达到最强,与此同时西太平洋暖池上出现海温距平负值。随后中东太平洋的海温距平开始减弱,并于次年夏季转为负异常。相应地,暖池海温又变为高于常年。然而不同的是,超强厄尔尼诺事件海温异常的最大正中心偏东,位于东太平洋(EP)上的Nino3区,其水平分布类似于东部型厄尔尼诺事件,且东(东太平洋)西(西太平洋暖池)海温距平的梯度明显强于普通厄尔尼诺事件。而次年海温距平位相转换后的异常负中心偏西,位于中太平洋。相比之下,普通厄尔尼诺事件的海温距平特征类似中部型厄尔尼诺,其异常正中心及次年海温距平负中心位置与超强厄尔尼诺事件的情况正好相反。此外,赤道印度洋海表温度对于ENSO信号的滞后响应(滞后约3个月)(Alexander, et al,2002;Ashok, et al,2003)在两种厄尔尼诺事件中均有体现。
虽然从海温距平的分布上可以看到两类厄尔尼诺的发展从年初持续到年末,但若根据海表温度的月际变化(图 2b、e)可清晰看到,厄尔尼诺事件中海温正距平的发展经历了2个阶段,且两类事件存在差异。超强厄尔尼诺事件的海温升高发生在3-7和8-11月这两个阶段,且以第1阶段的升温最快,并存在纬向非对称,最强的区域在赤道东太平洋。从次年1月起,中东太平洋开始出现较大幅度降温(尽管与多年气候平均值相比,此时海表温度仍偏高),厄尔尼诺开始减弱,降温可一直持续至次年9月。普通厄尔尼诺事件中则是以第2阶段的海温升高更明显,且升温区域沿纬向较均匀,次年的月际降温幅度也比超强厄尔尼诺事件小,降温持续时间短。可见,超强厄尔尼诺事件中热带中东太平洋海表的变暖或变冷较普通厄尔尼诺事件更剧烈。
厄尔尼诺事件的发生和维持与海表风应力异常密切相关。在上述两类厄尔尼诺事件中(图 2),显著异常的纬向风应力出现的时间早于显著海温距平。年初有向东的风应力异常从赤道暖池地区向东扩展(图 2c、f),最强的西风应力异常出现在9-11月(图 2c、f),而最高海温正距平则出现在年底至次年初(图 2a、d)。值得注意的是,异常的西风应力控制了120°E-120°W的赤道太平洋区域,且大的异常中心在中太平洋附近,120°W以东虽然受东风应力异常影响,但强度明显弱于西风应力异常。当赤道建立起西风扰动时,驱动表层海水出现异常的向东运动,并受到指向赤道的科里奥利力的作用而辐合下沉,导致次表层热容量增大,赤道太平洋热力分布将出现异常,这种“信风张驰”(Wyrtki,1975)可导致厄尔尼诺事件的发生。按照这些理论,可获得厄尔尼诺形成机理的一般解释。此外,超强厄尔尼诺事件(图 2c)中的风应力异常较普通厄尔尼诺事件(图 2f)更强,其东传时可激发出更大强度的海洋开尔文波,使得混合层增厚更明显(严邦良等,2001),从而使海温升高更甚,且影响位置更偏东(图 2a)。
3.2 次表层异常特征对比赤道印-太海区次表层异常特征在超强(图 3)和普通(图 4)厄尔尼诺事件中也存在显著差异。次表层海温距平中心最早出现在海洋性大陆(MC)东、西两侧的温跃层,之后在暖池地区加强,并随开尔文波在次表层内东传。由于太平洋暖池区温跃层较深而东太平洋温跃层浅薄,20℃等温面呈“西低东高”分布。次表层海温距平随开尔文波沿温跃层东传时会随之上抬,使得异常信号在到达东太平洋时影响到海洋表层。可见,厄尔尼诺事件发生时东太平洋海温升高的直接原因是在纬向风应力驱动下,次表层海温正距平随开尔文波向东沿温跃层上升到达海表所致(图 3b、4b)。此外,暖开尔文波到达东海岸后反射出向西的暖罗斯贝波(Suarez, et al,1988),导致中东太平洋海温的再次升高(图 3c、4c)。此外注意到,当厄尔尼诺事件发展至成熟时,西太平洋上出现东风应力异常(图 2c、f),海-气耦合激发出冷开尔文波,西太平洋暖池下的温跃层上抬,出现次表层海温负距平,并在日界线附近增强(图 3b、c和4b、c)。当厄尔尼诺事件极盛期过后,次表层海温负距平迅速东传并上移到表层,有利于后续拉尼娜事件的发生(图 3d、f和4d、f)。
对比两类厄尔尼诺事件在上述过程中的差异后发现,在超强厄尔尼诺事件中,次表层海温距平比普通厄尔尼诺事件大,而这种差异在酝酿期已有体现--超强厄尔尼诺事件中次表层海温正距平中心达3.5℃(图 3a),而普通厄尔尼诺事件中次表层海温正距平中心仅为1.5℃(图 4a),并在发展期表现最明显。有趣的是,在随后的中东太平洋海温偏冷位相中,次表层海温距平变化幅度与暖事件中的次表层海温距平相当,即超强厄尔尼诺事件的中东太平洋次表层海温正距平最高达6.5℃,20℃等温层厚度线几乎呈东西水平,与多年平均位置的夹角较大,东侧位置最低可达100 m深度,伴随次年拉尼娜事件发展时次表层海温距平最高可达-5.5℃(图 3);而普通厄尔尼诺事件中,次表层海温正距平最高仅为2.5℃,20℃深度线东侧向下只到50 m深度,比多年平均位置略偏低,而后,次表层海温负距平最强亦只达-2.5℃(图 4)。这很可能与超强厄尔尼诺事件中异常西风应力偏强有关(张人禾等,1998)。次表层海温扰动幅度的差异上抬至海洋表面即表现出超强厄尔尼诺事件中海温正距平明显高于普通厄尔尼诺事件的特征。
此外,太平洋上的东、西风应力异常的共同作用亦对厄尔尼诺的发展过程存在重要影响。在厄尔尼诺发展初期,赤道附近异常的西风应力由西向东发展,西太平洋表层海水受到异常风应力驱动向东流动,而此时中东太平洋表层依然是向西的惯性流(图 5),两者在暖开尔文波前部位置上相遇产生异常辐合,使得暖海水下沉致次表层海温升高,温跃层降低(图 3a、4a)。开尔文波东传时,由于海-气不稳定相互作用而增强,这些特征亦随开尔文波东传、增强,约历时2-3个月到达太平洋东岸,使得当年3-4月东太平洋海温已开始升高(图 2b),这与开尔文波的东传速度一致。而在普通厄尔尼诺事件中东传耗时会更长一些(图 2e、5b)。当开尔文波到达东岸时,整个热带中东太平洋表层海水在异常西风应力地控制下持续向东,并受到指向赤道的科里奥利力作用而产生经向上的辐合运动,导致暖海水下沉,加大了次表层海温的正距平。此外,持续向东的表层海水遇东岸边界阻挡,海水堆积,海平面进一步升高,温跃层进一步增厚(袁叔尧等,1988);加之前期东太平洋上纬向东风应力异常激发出向西的暖罗斯贝波在到达大洋西岸后反射出暖开尔文波并再次东传,与纬向西风应力异常激发出的暖开尔文波在海洋东岸反射的暖罗斯贝波导致温跃层变厚的作用相叠加(张人禾等,1998),使得东太平洋的次表层海温升高更明显,厄尔尼诺达到极盛阶段(图 3b、c和4b、c)。
此外,厄尔尼诺发展成熟后,西太平洋出现东风扰动(图 2c、f),海-气相互作用激发出冷性开尔文波,其前部的表层海水在方向相反的纬向风吹拂下出现东西方向的辐散(图 5),同时受到向极的科里奥利力作用而存在经向的异常辐散流动,导致混合层海水上翻,混合层变薄。当中东太平洋完全被向西的异常漂流控制时,持续的离岸作用使上翻流进一步增强,次表层海温负距平发展,海平面进一步降低(图 3c-e、4d-e),有利于发展成为拉尼娜事件。
由此可见,在厄尔尼诺循环过程中,次表层海温距平的出现与开尔文波前部位置上次表层海水的垂直运动有关,而这类垂直运动又受到海表风应力和开尔文波的共同影响。在厄尔尼诺发展阶段,热带西太平洋上的纬向西风应力异常激发出暖开尔文波并东传至太平洋中东部时,与异常东风应力驱动下的次表层海水的异常向西运动相遇且产生辐合下沉,导致温跃层增厚,次表层海温距平出现正异常。上述海水的辐合下沉支随开尔文波的继续东移而东移,从而次表层海温距平表现出随开尔文波的东移。厄尔尼诺消亡阶段,热带西太平洋上为异常东风应力,将激发出冷开尔文波并向太平洋中东部传播,而此时太平洋中东部的浅层海水仍受到异常西风应力驱动下向东运动,从而在冷开尔文波前部位置产生辐散,引起海水异常上翻,进而影响混合层上抬,次表层海温距平出现负异常。次表层海温负距平随冷开尔文波向东传播,导致厄尔尼诺向负位相转变。
值得注意的是,在上述过程中,由于超强厄尔尼诺事件里的纬向风应力强度相比普通厄尔尼诺事件中的更强,从而激发出更强的开尔文波,同时可驱动表层海水更明显的异常流动,引起由表层海流异常辐合导致的海水下沉运动更强,从而使得次表层海温升高更快,且强度明显强于普通厄尔尼诺事件中的次表层海温变化。
鉴于上述两类厄尔尼诺事件中海洋表面、次表层海-气状态异常特征的明显不同,下文将就不同厄尔尼诺事件对西太平洋副热带高压的影响差异进行对比分析。
4 两类厄尔尼诺事件对西太副高的不同影响厄尔尼诺发生时,热带太平洋温跃层西升东降,促成赤道附近形成异常的“反向”沃克环流,使得赤道中东部的对流活跃,异常上升运动发展,而西太平洋暖池地区的上升运动受到抑制,出现异常的辐散,并通过Gill型响应(Gill,1980)在西北太平洋上的对流层低层强迫出异常的反气旋式环流(图 6),这个异常环流对西太副高的异常活动具有重要作用(Wang, et al,2000a;张人禾等,2017)。
然而,根据上文分析可知,如上两类厄尔尼诺事件的海洋热力条件并不相同,由此所强迫出的环流异常必然存在差异。超强厄尔尼诺事件中,“反”沃克异常环流在发展年的春季开始建立(图略),夏季已经较为明显(图 6a)。其中位于海洋性大陆的异常“下沉支”的辐散气流通过Gill型响应(Gill,1980)在其西北侧(孟加拉湾)的低层强迫出异常的反气旋(图 6a)。而在西北太平洋上,气旋式环流异常的存在主要是对中东太平洋上异常辐合的响应。秋冬时节,伴随厄尔尼诺进一步发展成熟,上述“反”沃克异常环流东移,异常的下沉辐散中心东移至海洋性大陆以东的洋面,强迫出的异常反气旋向中国南海-西北太平洋发展(图 6c),这将有利于此处的负涡度增长,使得西太副高异常西伸,强度增强(图 7)。相比之下,普通厄尔尼诺事件中的大气响应较晚,“反”沃克异常环流在秋季才逐步建立(图略),异常下沉支在冬季移至海洋性大陆东侧,由此在低层强迫出的反气旋式Gill型响应东移发展至中国南海-西北太平洋区域(图 6d),带来西太副高的增强、西伸。
由于超强厄尔尼诺事件中热带海-气异常更加激烈,显示出在海洋性大陆区域和中东太平洋上更强的异常下沉和上升;同时由于海洋温度异常中心位置不同,如上异常垂直环流的下沉支的位置也较普通厄尔尼诺事件中的更偏东,由此强迫出的环流异常亦更强,向东北发展更甚,从而有利于超强厄尔尼诺事件成熟期的西太副高表现出较普通厄尔尼诺事件主体强度更强,西伸更明显,面积更大的特征(图 7)。而超强厄尔尼诺事件发展期的春、夏季,西北太平洋上的异常气旋也比普通厄尔尼诺事件中强,因此对西太副高的减弱影响也更明显。
ENSO进入衰减期,中东太平洋的辐合上升有所减弱,但印度洋对中东太平洋的海表温度正距平出现了变暖响应,其对流层低层气压下降,并与海洋性大陆区域间形成向西的气压梯度,造成两个区域间的异常东风,该东风距平进一步加强了中国南海上空反气旋式切变(Xie, et al,2009),使得由于Gill型响应而形成的异常反气旋得以继续维持(图 8c、d),ENSO背景下的亚太大气环流异常表现出较强的延续性,从厄尔尼诺极盛期至衰减年的夏季,西太副高持续偏强、偏西(图 7)。
此外还应注意到,由于超强厄尔尼诺事件衰减后易在中太平洋出现明显海表温度负距平(图 2a),而海洋性大陆至西北太平洋出现海温正距平,“反”沃克环流减弱,不利于西太副高继续增强(图 8c、d)。所以,与普通厄尔尼诺事件中的情况相比,在超强厄尔尼诺事件衰减后的秋季,西太副高的强度更易恢复至气候平均状态(图 7)。
可见,厄尔尼诺通过Gill型响应机制,在孟加拉湾及中国南海地区强迫出一个异常反气旋来影响西太副高,而厄尔尼诺衰减后这个异常反气旋得以继续维持则与印度洋的滞后性变暖所激发出的开尔文波有关。由于该异常反气旋主要在较低纬度带至西向东纬向移动,因此,西太副高先表现出异常西伸(图 7c),之后才明显增强,而对于西太副高的南北活动影响不大,脊线位置较稳定(图 7d)。
5 结论与讨论上述对比分析了强、弱厄尔尼诺事件生命史不同阶段内海洋表面及次表层状态特征的异同及其对西太副高的影响差异,主要得到如下结论:
超强厄尔尼诺事件的海表温度正距平发展早,以第1阶段的升温最强,而普通厄尔尼诺事件中酝酿期升温慢,主要升温发生在秋季。厄尔尼诺事件的发展源于在异常西风应力的影响下,次表层海温正距平随开尔文波向东沿温跃层上升到达海表所致。暖开尔文波在东传过程中由于海-气不稳定而增幅,前部表层暖海水辐合下沉,引起温跃层下降,同时携带次表层海温正距平信号随波动边增强、边东传。当西太平洋上出现异常东风应力时,激发出的冷性开尔文波东传,导致上层海水降温,混合层变薄,厄尔尼诺衰减。当海表纬向风应力偏大时,可在温跃层激发出强的海洋波动,使得次表层海温升高更明显,有利于发展出超强厄尔尼诺事件。
热带太平洋海表温度正距平信号通过异常的沃克环流使得海洋性大陆下沉辐散运动异常增强,并通过Gill型响应,在其西北侧的孟加拉湾至中国南海地区强迫出一个异常的反气旋影响西太副高。且该异常反气旋主要在10°-30°N一带至西向东纬向移动,导致西太副高先表现出异常西伸,之后明显增强,而对于西太副高的南北活动影响不大。印度洋对厄尔尼诺的滞后响应带来的影响在上述西太副高活动的持续异常中起到了重要作用。此外,大气对于超强厄尔尼诺事件的强迫响应比对普通厄尔尼诺事件的响应更强,有利于超强厄尔尼诺事件发展年秋季至衰减年夏季的西太副高西伸更明显,强度更强。
本研究就超强厄尔尼诺事件与普通厄尔尼诺事件及其对西太副高影响的分析结果(包括上述结论)见表 1。此外需要说明的是,文中主要利用观测资料统计和动力学诊断方法进行了上述研究,未来仍需利用数值模式进行模拟验证。而超强事件与普通事件的差别涉及到重要的机制问题,尚需进一步详细研究。
海气状态 | 相同点 | 不同点 |
海表温度距平 | 海表温度升高分为两阶段,正距平从赤道中太平洋开始向东发展、增强,于年底达到最强,与此同时西太平洋暖池上出现负距平 | 超强厄尔尼诺事件中海表温度升高更迅速,距平值更大,东西梯度更大,最大正异常中心位置偏东 |
赤道纬向风应力异常 | 建立起西风扰动,有向东的风应力异常从赤道暖池地区开始向东扩展至120°W,异常正中心位于中太平洋附近;厄尔尼诺衰减时,西太平洋为异常东风应力,而中东太平洋为西风应力异常 | 超强厄尔尼诺事件中的异常风应力更强,可激发出更强的海气耦合作用 |
次表层海温距平 | 距平中心最早出现在海洋性大陆东、西两侧的温跃层,之后在暖池地区加强,并随开尔文波沿温跃层东传且随之上抬,影响海表温度 | 超强厄尔尼诺事件中距平值更大(与普通厄尔尼诺事件中的最高相差4℃),20℃等温层位置与多年平均位置的夹角更大,东侧最低深度较普通厄尔尼诺事件中相差可达50 m |
海流异常 | 中东太平洋暖位相时,西太平洋上次表层海水为异常的向东流动,东太平洋表层为向西的惯性流,两者相遇导致暖海水辐合下沉;另外异常向东运动的表层海水还受到指向赤道的科里奥利力而出现经向辐合,加强了表层暖海水下沉,使得温跃层进一步降低;冷位相时情况正好相反 | 超强厄尔尼诺事件中纬向风应力异常较普通厄尔尼诺事件中偏强,使得次表层海水的异常流动更强,由此导致的表层海水异常辐合下沉运动也较早、迅速地发展起来,从而次表层海温升高强于普通厄尔尼诺事件 |
大气环流异常 | 厄尔尼诺发展期,赤道太平洋中东部对流活跃,西太平洋暖池地区的上升运动受到抑制,异常下沉辐散中心的西北侧大气强迫出一个异常的反气旋式环流,影响西北太平洋副热带高压;厄尔尼诺衰减期,印度洋升温使得其东部出现东风异常,加强了之前在西北太平洋上的异常反气旋 | 超强厄尔尼诺事件中,海洋性大陆附近的异常辐散下沉运动强度更强,且位置更偏东。强迫出的异常反气旋强度更强,对西太副高的影响更明显 |
副高面积、强度 | 次年夏季西太副高面积偏大,强度偏强 | 超强厄尔尼诺事件中偏大、偏强更明显 |
西脊点位置 | 西太副高的西脊点异常西伸 | 超强厄尔尼诺事件中西太副高西脊点更偏西 |
脊线南北位置 | 对西太副高南北活动影响较小 | 与气候平均状态近似 |
陈卫, 陆日宇. 2016. 2015/2016厄尔尼诺事件的衰减位相及其对应的西北太平洋环流异常. 大气科学学报, 39(6): 766–777. Chen W, Lu R Y. 2016. Decaying phase of the 2015/2016 El Niño event and its associated western North Pacific atmospheric circulation anomaly. Trans Atmos Sci, 39(6): 766–777. (in Chinese) |
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