热带印度洋偶极子模式与中国夏季气候关系的年代际变化外文翻译资料

 2022-12-09 10:51:40

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热带印度洋偶极子模式与中国夏季气候关系的年代际变化

赵珊珊sup1; 周天军sup2; 杨修群sup3; 朱益民4 谭言科4 孙旭光sup3;

1国家气候中心气候趋势影响评估部门，中国 北京 100081

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2中国科学院大气物理研究所大气科学与地球物理流体力学数值模拟国家重点实验室，中国 北京 100029

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3南京大学大气科学学院，江苏 南京 210093

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4解放军理工大学气象研究所，江苏 南京 211101

（收到于2010年7月26日）

摘要：热带印度洋偶极子（IOD）模式与中国夏季气候之间的关系的年代际变化是通过使用中国210个地区的月降水和温度数据以及1957-2005年的NCEP / NCAR再分析资料进行研究的。结果表明，随着20世纪70年代末期大规模年代际变化的发生，IOD模式与中国部分地区夏季气候的关系发生了显著变化。在20世纪70年代后期，发展中的IOD事件与东亚夏季风增强有关，导致华南夏季降水减少、气温降低; 而在70年代后期之后，东亚夏季风减弱，导致长江南部（北部）的降水增加（减少）及降温（増温）。在下一年夏季，随着正的IOD事件的发展，70年代末中国大部分地区的降水量增加，而在70年代末后期长江以南（以北）减少（增加）。在20世纪70年代末的下一年夏季，中国大部分地区，IOD和地表气温之间没有显著的相关性; 然而在20世纪70年代末后期，IOD往往会在黄河以南产生増温现象。

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关键词：热带印度洋偶极子（IOD），中国夏季气候，年际变率，年代际变化

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引用：赵珊珊，周天军，杨修群，2011年：中国热带印度洋偶极模式与夏季气候关系的年代际变化。 Acta Meteor Sinica，25（2），129-141，doi：10.1007 /s13351-011-0021-z。

Interdecadal Change of the Relationship Between the Tropical Indian Ocean Dipole Mode and the Summer Climate Anomaly in China

ZHAO Shanshan1, ZHOU Tianjun2, YANXiuqun3,ZHUYimin4,

TAN Yanke4,and SUN Xuguang3

1 Division of Climate Impact Assessment, National Climate Center, Beijing 100081

2 State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics,

Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029

3 School of Atmospheric Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093

4 Institute of Meteorology, PLA University of Science and Technology, Nanjing 211101

ABSTRACT:The interdecadal change of the relationship between the tropical Indian Ocean dipole (IOD) mode and the summer climate anomaly in China is investigated by using monthly precipitation and temperature records at 210 stations in China and the NCEP/NCAR reanalysis data for 1957–2005. The results indicate that along with the interdecadal shift in the large-scale general circulation around the late 1970s, the relationship between the IOD mode and the summer climate anomaly in some regions of China has significantly changed. Before the late 1970s, a developing IOD event is associated with an enhanced East Asian summer monsoon, which tends to decrease summer precipitation and increase summer temperature in South China; while after the late 1970s, it is associated with a weakened East Asian summer monsoon, which tends to increase(decrease) precipitation and decrease (increase) temperature in the south (north) of the Yangtze River.

During the next summer, following a positive IOD event, precipitation is increased in most of China before the late 1970s, while it is decreased (increased) south (north) of the Yangtze River after the late 1970s. There is no significant correlation between the IOD and surface air temperature anomaly in most of China in the next summer before the late 1970s; however, the IOD tends to increase the next summer temperature south of the Yellow River after the late 1970s.

Key words: tropical Indian Ocean dipole (IOD), summer climate anomaly in China, interannual variability,interdecadal change

1.介绍

人们普遍认识到，热带印度洋的海面温度（SST）具有相当大的变化。窗体顶端

观测分析确定了热带印度洋SST变率的两种主要模式。窗体顶端

观测分析确定了热带印度洋SST变率的两种主要模式。窗体顶端

众所周知，热带印度洋的海面温度（SST）具有相当大的变化。 研究察分析确定了热带印度洋SST变率中的两个主要模式。一个是与ElNi~no / Southern Oscillation（ENSO）密切相关的统一流域模式（Lanzante et al.1996; Klein et al.1999; Zhou et al.2004; Tan et al.2003），另一种是所谓的印度洋偶极子（IOD）模式（Saji et al.1999; Webster et al .1999。像ENSO循环一样，IOD模式被认为是季节性循环，在秋季发展，在冬季和下一年春季消亡。（Saji andYamagata，2003）IOD模式与ENSO之间的关系相当复杂。 一些科学家认为，IOD模式受到ENSO的影响（Allan et al.2001; Xie et al.2002; Krishnamurthy and Kirtman，2003; Tan et al.2004; Zhong et al.2005）；而有一部分人则认为IOD和ENSO是独立的（Yamagata et al.2003; Qian et al.2003）。热带印度洋相关SST（IOD）可能对东亚夏季风和中国夏季气候产生重大影响。数值模拟表明，东热带太平洋和印度洋的正SST倾向于削弱东亚和印度夏季风（zou and liu，2002）。考虑到IOD模式独立的可能性，我们推测IOD模式对东亚夏季气候的影响可能不同于ENSO。 因此，探讨了IOD模式在东亚气候变率中的作用。

一些观测分析揭示了IOD模式与中国夏季降水之间的重要关系。 xiao等人（2002）记载，IOD处于正位相时期，东亚槽比较弱，西太平洋副热带高压向南延伸，导致华南地区降水较多，华北地区降水较少。li和Mu（2001）指出，在正的IOD阶段，西藏低压和西太平洋副热带高压较弱，南海和印度夏季风增强，可以显著影响华南地区夏季降水。tang和sun（2005）表明，在正的IOD阶段，菲律宾的对流活动减弱，东亚夏季风更强，华南降水更多; 而在负IOD阶段，大气环流的特征是相反的模式，黄河与长江流域之间的降水更多。数值实验证实了IOD模式对中国气候变率的影响（Xiao et al.2000; Yan and Zhang，2004）。

20世纪70年代末，全球气候系统出现了显著的年代际变化。 例如，ENSO在20世纪70年代前后期具有不同的特征（Wang，1995; An and Wang，2000），ENSO与中国夏季气候变率之间的关系也发生了变化（Torrence and Webster，1999;wang，2002.xu and wang，2000;zhu and yang，2003）。在这样的背景下，东亚夏季风也呈现明显的年代际变化，东亚地区具有明显的三维结构（Yu and Zhou，2007; Yu et al,2004）。东亚对流层上层会发生年代际性的降温，这往往会通过加强东亚南部上空的西风带，导致反气旋环流产生，从而削弱了东亚夏季风（Yu et al，2004; Li et al，2005; Xin et al，2006）。热带印度洋SST变率也在1970年代后期经历了年代际变化。秋季期间热带印度洋SST的第一个经验正交函数（EOF）在20世纪70年代前期呈统一的流域模式，而偶极子模式出现在在20世纪70年代后期（Annamalai et al，2005）。因此在不同的年代际背景下，研究IOD模式与中国夏季气候之间的关系是非常有必要的。

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2.数据和方法

本研究使用了中国210个站点的月降水量和地表温度资料以及NCEP / NCAR每月再分析数据（Kalnay et al，1996）。 所有数据均采用常规周期1957-2005年，并进行低频滤波保留年际变化性（从12个月至8年）。按照Saji等 人（1999）的研究，所谓的IOD指数定义为热带西印度洋（10◦S-10◦N，50°-70°E）SST的面积平均，其中热带东南印度洋（10◦S-0°，90°-110°E）的SST被略掉。IOD指数取9月 - 11月（秋季），降水和温度取6 - 8月（夏季）做计算。21年的滑动相关性用于揭示IOD模式与中国夏季气候年际变率之间的关系。合成分析用于分析东亚夏季大气环流情况，分别为不同时间段背景下的正、负IOD事件。

  1. IOD与中国夏季气候的关系

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3.1夏季气候和秋季IOD指数

图1显示了中国夏季降水与秋季IOD指数在年际时间尺度之间的滑动相关的空间分布。1957 - 1977年间（图1a），中国大部分地区的夏季降水与IOD指数呈负相关，而新疆自治区和黑龙江省西北部的降水与IOD呈正相关。1982 - 2002年期间（图1f），IOD与长江流域北部，特别是华北和西北东部地区存在明显的负相关关系，华东和东北部东部地区呈正相关。这与Xiao等人的结果一致 （2002）。从图中可以看出，图1a-f表明长江与黄河流域夏季降水与IOD指数呈负相关。 华南地区从显著的负相关到正相关有明显的年代际变化。 20世纪70年代末，年际相关性的空间格局发生了显著变化（图1e）。

图1, 中国夏季降水异常与秋季IOD指数之间的滑动相关系数 。（a）1957 - 1977年，（b）1962-1982年，（c）1967-1987年，（d）1972-1992年，（e)1977 - 1997年，（f）1982-2002年。 阴影表示置信度大于95％的区域。

为了进一步研究上述滑动相关的年代际变化，选择相关性变化明显的区域，计算出这些地区夏季平均降水的滑动相关，并计算秋季IOD指数。 选出的区域：华南地区（20°〜27°N，105°-120°E，包含21个站），新疆北部9个站，河套（35〜42°N，10〜 110°E，包含10个站）。图2显示了三个选定区域的滑动相关的时间序列。可以看出，20世纪

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