ENSO与夏季印度洋海温关系的年代际变化:IPO的主导作用

作者:刘芳毓,张文君 发布时间:2021-11-01 浏览量:1366

在全球海洋系统中,印度洋具有其独特的地理特征及热力结构。从地理位置来看,印度洋北靠喜马拉雅山脉,西部毗邻非洲大陆,东部靠近澳洲大陆,并通过印度尼西亚贯穿流与赤道西太平洋暖池相连。从热力结构来看,印度洋上的平均风为西风,这使得赤道印度洋上温跃层东深西浅,赤道东印度洋平均海温高于28摄氏度。印度洋的海温异常对北非的洪涝、澳大利亚的干旱、东亚夏季风、中国地表气温、长江流域的降水乃至全球气候都具有重要的调制作用。因此,关注印度洋海温的时空变化特征及影响其变化的内在机制具有重要的社会和经济效益。

作为印度洋海温年际变率的第一模态,印度洋一致增暖(IOBW)通常在冬季发展,于春季达到峰值,并在后面的季节衰减。近期,张文君教授课题组发现,ENSO与次年夏季IOBW的关系存在非平稳特征,并受到IPO的显著调控,表现为IPO正位相时相关显著,IPO负位相时相关不显著(图1)。这种非平稳关系与IPO不同位相下ENSO的不同衰减速度有关(图2)。IPO正位相时,ENSO衰减较慢,其对印度洋海温的强迫可以通过沃克环流的作用持续到夏季。IPO负位相时,ENSO衰减较快,其对印度洋海温的强迫作用在春季衰减,夏季已经不显著了。进一步地,ENSO衰减速度差异则取决于赤道太平洋纬向平流反馈和温跃层反馈过程。IPO负位相下两个反馈过程均较正位相更强,有效的促进了ENSO的快速衰减。IPO对ENSO-IOBW关系的调制对印度洋海温及周边气候的季节性预测具有重要意义。

 

该成果在国际学术期刊《Journal of Climate》上在线发表:

Liu, F., W. Zhang#, F.-F. Jin, and S. Hu, 2021: Decadal Modulation of the ENSO–Indian Ocean Basin Warming Relationship during the Decaying Summer by the Interdecadal Pacific Oscillation. Journal of Climate, 34, 2685-2699. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0457.1 

 

图1 1900-2018年9年滑动平均的IPO指数(柱状)、AMO指数(灰色虚线)和Niño3.4指数(DJF)与TIOI(JAS)的17年滑动相关(红蓝线)。绿色虚线表示相关系数95%显著性水平,红色与蓝色线分别表示相关系数超过和低于95%显著水平。

 

图2 IPO正位相(红色)和负位相(蓝色)Niño3.4指数在(a)El Niño和(b)La Niña事件下的合成。(c)-(d)与(a)-(b)类似,为TIOI的合成。小和大的点分表代表数值超过90%和95%显著性水平。