热带对东亚冬季风的影响外文翻译资料

 2022-12-16 11:58:10

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热带对东亚冬季风的影响

G. Gollan,1 R. J. Greatbatch,1 and T. Jung2

[1]热带对东亚冬季风的影响(EAWM) 在大气总集成研究循环模式运行使用的ERA-40在热带地区的再分析的欧洲中尺度天气预报模型的被证明，最近的一个版本模式是从1960年6月至2001年2月。 25%的EAWM年际差异也可以被复制松弛模型实验，系综均值模型实验与放松,尽管影响ENSO似乎弱。这意味着有可能增强的可预测性从改善EAWM结果预测技能在热带地区作为一个整体。特地观察到的海面，不使用松弛的温度和海冰不能我们重现了东亚冬季风的年际变化实验，质疑耦合大气有用模型在这一地区，与以前的研究相一致。

1.引言

东亚冬季风（冬季）是一种在冬季[Chan and Li，2004]北半球温带对流层的气候系统中最活跃的部分。它受到来自西伯利亚高压系统地区的冷空气爆发的影响，并确定了东部和华南的寒冷潮的数量和方向，在那里它影响到当地的冬季气候。与东亚冬季风的相关程度低的北风是众所周知的在中国南海对流的影响，在热带海洋性大陆甚至影响澳大利亚夏季风[Zhang and Zhang, 2010]。另一方面，厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）现象被认为是一个重要的强迫亚洲季风，在夏季和冬季的[Wang, 2006]，因为它影响对流在海洋大陆，因此控制热带辐散环流。的确，ENSO和季风的相互作用被一些研究[[Li, 1990; Zhang et al., 1997]，厄尔尼诺（拉尼娜）对应于弱（强）冬季季风活动。Wang 等人[2008]也注意到更强的影响ENSO对东亚冬季风的太平洋年代际振荡（PDO）冷位相时期比在温暖的阶段。不过，杨等人[ 2002 ]认为一个强大的东亚急流（北）是与一个加强的强度有关，同时还指出，急流和ENSO的联系是较弱的。

冬天的风在东偏北风亚洲与气候相关的压力梯度西伯利亚高压之间（SH）和阿留申低压（Al）[Jhun and Lee, 2004].。在70年代末的大气和在北太平洋的海洋条件下看到了一个重要的年代际变化[例如，Trenberth and Hurrell，1994 ]，影响若干区域气候模式。在同一时间，这是削弱了[Gong and Ho,2002 ]和[公强[ 1994 ] Trenberth和那样。然而，总体而言，东亚冬季风强度弱的气候变化比后在（图1A–1C）。的年代际变化迫使是由于热带海洋的变暖[例如，胡，1997 ]和削弱东亚冬季风也有望继续在全球进一步变暖[[Hori and Ueda 2006 ]。周等。[ 2008 ]显示大气一般循环（AGCM）模型试验被迫与观测到的海表面温度和海冰融化再现全球季风相关年际变化在海洋地区的降水，但可以复制全球降水变率。这些作者还可以解释全球每年的弱化趋势降水范围与全球季风系统在过去的第二十个世纪，但发现相反的东亚观察到的趋势。

在本文中，我们研究影响大气的热带环流，并且观察1961至2002的东亚冬季风期间（其中1961年指冬季1960 年6月等）SSTSI常时观冬天的异常现象（December/January/February - DJF）。我们使用ERA-40再分析数据并利用欧洲实验中期天气预报中心（ECMWF）的模型。我们发现，规定的历史演变在全球SSTSI模式中不足以重现年际变化的东亚冬季风，但如果使用松弛的热带大气将会带来更好的结果。此外，我们调查到什么程度，我们可以强迫再现东亚冬季风减弱趋势。该实验1960 年6月到2001年2月运行了42个冬天，正如Greatbatch等人[ 2012 ]和2.1节所描述的。第2.2节给出了使用统计技术的概要分析模型输出和索引的定义，将在这项研究中的第2.3节给出。我们的模型实验是在第3节描述，第四节会给出总结和讨论。

2．方法

用于我们实验的数值模型是最新版本的ECMWF AGCM（周期为36R1）。该模式T159的水平分辨率60运行在垂直水平一样用于创建ERA-40再分析数据[Uppala等人，2005]，避免了需要当松弛应用插值。放宽技术是绘制气候的某些部分的方法对规定的国家模式，在我们的案例中给出由再分析数据集ERA-40。 事实上，有一个额外的术语需要添加到模型中：

其中，x表示模型状态矢量并且其中 x表示模型状态矢量并且XREF是个参考场，并朝向该模型绘制。实际上在我们的情况下，直接受到松弛参数是水平速度分量u和v，使用温度T和表面压力LN的对数 =a 定义了强度和松弛的区域;在我们的例子放宽的时间表由确定0= 0.1H 2A1。由给定的区域定义为热带之间的带20N和20S，与20的双曲过渡宽度，从零到是增加0从30到10N / S（一松弛系数的例证由JUNG等人发现 [2010]，图1）。

[6]进行以下实验：OBS-NO：松弛参数L为零任何─在那里，但该模型认为全球每天的演变SSTSI从ERA-40的数据规定。CLIM-TROPICS： ​​这里放松被应用为在所有型号的水平，即如上所述，整个热带大气的深度。下部边界CON-DITION由SSTSI的气候四季轮回给出从1979年期间获得的2001年，当时​​ERA-40卫星数据是可用的。OBS-TROPICS： ​​前两者在这里，强迫实验组合，使得除了松弛在CLIM-热带地区，每天SSTSI的演变预在下限为OBS-NO刻划。随着热带放松，指定SST在热带效果完全不知所措，以至于在OBS-热带地区附加相比CLIM-TROPICS迫使由下式给出指定的温带SSTSI。

[7]对于每个冬季和每个实验，合奏12名成员被整合。每12名成员之一是从截取的略微不同的初始条件运行每年冬天，每英特前11月初格雷申开始于11月1日。中描述的所有分析在这项研究是基于异常中减去从各领域的气候。在气候是的COM为了把重点放在每个实验分别puted在动态而不是在气候学差异的不同的实验。

[8]读者被称为Greatbatch等人[2012]和Hoskins等[2012]给出了详细的理论探讨方法适用于热带地区。

表1.际相关系数在再分析数据DJF意味着从1960年至1961年到2001/02

对于去趋势的时间序列中的值示于括号内。突变值超过基于数据t检验的95％（99％）置信水平是以粗体显示（用星号标记）

2.2。 蒙特卡洛实

[9]对于每个实验1242=504实现有可从其中不同的指标（例如，东亚冬季风，见下文），可以计算。要测试的力量迫使在每个实验中，POS-的大量（10,000）一个特定的指数sible的实现是通过随机获得选择每年12可用的索引值之一。然后将相关性的每个新的之间计算。该索引和从所获得的时间序列的时间序列再分析。所得的概率密度的移功能（PDF）远离零则表明实力强迫。

[10]以类似的方式对趋势迫使的影响在整个42年期间可以进行测试。取而代之的校准-culating相关，不同possi-的线性趋势BLE的实现计算产生的直方图的趋势和比较他们从再分析的趋势。在何种程度上每一个实验的趋势的PDF是对趋势转变的再分析表明在趋势上每个实验加力的影响。它是也可以看到在重新分析的趋势是可能范围内的特定的实验的情况下。

2.3。 在这项研究中使用的索引

[11]除了NINO指数，所有指数都低于从ERA-40再分析计算。际时间序列DJF之间的相关性是指所有的指数在表1中列出在术语以下“在95％（99％）的水平显著”指的是95％（99％）通过学生t检验得到的置信水平（假设42自由度和零任意一台的零假设特征研），其在r=0.31（R= 0.40的相关达到。假定42自由度意味着只存在弱自相关性，即没有从一个冬天的记忆下，并且应当注意，自相关承担增加了意义阈值。

[12]NINO：本DJF意味着NINO 3.4 SST指数（称为NINO下文索引）作为ENSO量度取自大气研究国家中心的网站[Trenberth和Stepaniak，2001]。它被定义为区域平均海温在东部热带太平洋（5S-5N和170W-120W）和用于演示如何东亚冬季风与ENSO被彼此相关的（见表1）。ENSO是发现在1976/77气候转变的过程中改变与移位[经过暖事件如Trenberth等，2002]。

[13]SHCI：本SH用作冷空气的源这是由东亚冬季风和南移群众冬季SH际变化有着密切的（积极）相关的是， 东亚冬季风 的SLP（见表1）龚和何[2002]定义的西伯利亚高压中心强度（SHCI）指数作为区域意味着SLP在该区域，其中表面压力比1028百帕普遍较高。冬季（40-60N，70-120E）。研究发现该SH强度已经在最近几十年下降（参见图1D-1F），从而导致在负线性趋势在SHCI指数约plusmn;0.4秒/ 10年的幅度（以s作为索引的一个标准偏差）之间1960年至1961年为2001/02。

[14]东亚冬季风的SLP指数被定义为在SH的东侧纬向之间的压力梯度（30-55N，100-120E）和AL的西侧（30-55N，150-170E）[Chan和Li2004]其中，由地转，是偏北的强弱是衡量大风与东亚冬季风有关。东亚冬季风的SLP指数显著相关的SHCI索引并且还向太平洋北美格局指数（PNA，见下文）测量人的力量。它也被高度相关与许多在王列出的其他东亚冬季风指数和陈[2010]。东亚冬季风的强度减弱时我们的分析期间（参见图1a-1c）中产生了消极略去线性趋势[Wang等人，2009]。其与相关NINO指数为负，但不显著不同零在95％的水平。在我们的模型实验分析，我们专注于这个指数作为中央指示东亚冬季风的和我们用SHCI指数调查SH。

[15]EAJSuuml;200：本EAJS是对流层上层在东亚地区的循环系统功能。它受冷空气南下扩散既加剧从SH区域由于东亚冬季风和由增强哈德利细胞循环由于在增强对流关联到东亚冬季风热带[Yang等人，2002]。该EAJS指数被定义为面积平均纬向风的该区域30内，在200百帕异常-35N和130-160E [杨等，2002;是显著任意一台与东亚冬季风迟来SLP指数（0.72对去势时间系列，表明了密切的关系），但没有任意一台特征研到NINO指数，yang等人是一致的。[2002]。

[16]PNA：对AL的强度由测量Trenberth和Hurrell[1994]这是PNA（SLP）指数定义为负中的区域平均SLP的区域30-65N和160E-140W.有一个显著巴勒斯坦民族权力机构指数与东亚冬季风的相关性SLP和EAJSuuml;200指数而最高相关性被发现与该EAJSuuml;200指数显示的遥控影响东亚急流。之间不存在相关性显著的SHCI指数和PNA指数，这表明以SH的变异性是独立于所述的AL。此外，PNA已知由所述所影响热带太平洋地区，如可以在显著正面可以看到巴勒斯坦民族权力机构指数与NINO指数之间的相关性。

3.模拟结果

[17]在图1的东亚冬季风并从SHCI指数再分析数据和模式集合装置被示出。灰色阴影测量合奏蔓延成员。东亚冬季风的SLP和SHCI指数均归一由相应的索引的标准偏差源化从再分析。类似地块的PNA指数可在格雷特巴奇等人发现[2012]。

[18]除了少数例外，东亚冬季风的索引获取从再分析位于合奏的范围内在图1a-1c中示出的所有实验的成员，indi-cating该东亚冬季风的演变SLP指数在再分析是可能实现我们的模型运行。集合平均时间序列的振幅，never-theless，相比减少了东亚冬季风的指数从再分析，作为最高OBS-热带地区。该集合平均东亚冬季风之间的相关性SLP指数从再分析索引清晰显示祁门功夫，功夫热带影响超过偏北风tance中国东部，因为他们是从零的显著不同在99％的水平CLIM-热带和OBS-热带地区。OBS-NO时，在另一方面，产生一个低和微不足道集合平均东亚冬季风的相关性SLP指数从再分析相应的索引。

GOLLAN等：在冬季热带的影响

图2.直方图，利用相关的50箱中，（一）东亚冬季风的RSLP从和（b）SHCI指数从再分析相应指标的模型试验10000可能实现。虚线垂直线分别表示分布“95％和99％的范围和中位数。均值（mu;m）和标准分布的差（s）各面板上方给出。用于计算的时间序列没有去趋势，但结果不去趋势后大幅变动

[19]图2a示出了相关性的分布从模型实验可能实现之间与 东亚冬季风SLP从再分析指标（参见2.2节）。仅用于实验CLIM-热带和OBS-TROPICS有没有在分配到一个强移没错，指示从实行强制的影响。对于这两个实验的负相关关系几乎说谎完全分布的99％的范围之外。该在代表冬季OBS-NO表现疲弱季风暗示缺陷的海洋-表示在atmo-低纬度大气耦合过程由指定的SST驱动球形模型[又见科普塞等人，2006]。尽管这是包括指定观察与ENSO以及相关的SST的年际变化作为海陆热力差异（认为是强迫季风环流）。

[20]对于SHCI，从再分析的主要指标

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