西太平洋暖池海温异常对东亚环流的影响

利用SST资料对西太平洋暖池海温异常年进行划分,通过对异常年850 hPa、200 hPa矢量风场进行合成分析后发现:在西太平洋暖池夏季暖异常年,副热带夏季风和副热带季风经圈环流得到加强,热带西南季风得到削弱;在暖池夏季冷异常年,热带西南季风和热带季风经圈环流得到了加强,副热带夏季风得到削弱。在暖池冬季暖异常年,东亚冬季风、东亚和印尼-北澳冬季风(北半球)经向垂直环流得到削弱;在暖池冬季冷异常年,东亚冬季风、东亚和印尼-北澳冬季风(北半球)经向垂直环流得到加强。

西太平洋暖池次表层海温异常与ENSO循环的相互作用

利用 1 964～ 1 993年的太平洋次表层海温资料 ,进一步分析研究了西太平洋暖池次表层海温异常与ENSO循环的关系。合成及相关分析的结果进一步表明 ,西太平洋暖池次表层海温的暖 (冷 )异常及其东传对ENSO的发生起着十分重要、且更直接的作用。然而 ,赤道西太平洋异常纬向风是造成次表层海温异常东传的重要原因 ,而纬向风的异常又是由于东亚冬季风异常活动所引起的 ,这间接地说明了异常东亚冬季风对西太平洋暖池次表层海温距平东传的重要作用。通过研究还发现 ,ENSO发生后 ,北半球副热带地区将有次表层暖 (冷 )海温距平沿着 1 0～ 2 0 oN纬带西传 ,这是导致西太平洋暖池次表层海温发生异常的重要原因之一。也就是说 ,西太平洋暖池次表层海温异常与ENSO循环之间是相互影响、相互作用的。

厄尔尼诺的发生与赤道西太平洋暖池次表层海温异常

通过资料分析研究了厄尔尼诺事件的爆发与西太平洋暖池次表层海温正异常的重要关系。结果表明， Ｅｌ Ｎｉ珘ｎｏ 事件之前暖池次表层海温都有明显的持续升高； 这种暖池次表层海温正距平的出现， 尤其是它向赤道中东太平洋的传播对 Ｅｌ Ｎｉ珘ｎｏ 事件的爆发有直接关系，是导致 Ｅｌ Ｎｉ珘ｎｏ 事件的重要原因。分析还表明， 暖池次表层海温正距平的东移原因在于赤道西太平洋地区西风异常的发生和向东扩展。

西太平洋暖池次表层海温异常与ENSO关系的CGCM模拟结果

全球大气与热带太平洋相耦合的数值模式（ＣＧＣＭ） 很好地模拟了ＥＮＳＯ （ 厄尔尼诺和拉尼娜） 型海表水温（ＳＳＴ） 异常， 进一步分析多年的模式积分结果， 清楚地表明赤道中东太平洋ＳＳＴ 异常与西太平洋暖池次表层（ 深１００ ～２００ ｍ） 的海温异常有密切的关系。在Ｅｌ Ｎｉｎｏ 事件发生之前的半年到一年左右， 西太平洋暖池次表层海温有明显正异常，并向东传播； 而在Ｌａ Ｎｉｎａ 发生之前的半年到一年左右， 暖池次表层海温有明显负异常， 并向东传播。因此， 西太平洋暖池次表层海温异常及其东传对Ｅｌ Ｎｉｎｏ （Ｌａ Ｎｉｎａ） 的发生有极重要作用。

西太平洋暖池海温对华南前汛期降水影响的数值试验

简要地介绍了全球大气环流模式CCM3,由该模式模拟得到降水、位势高度场和风场,分析它的模拟性能.根据华南前汛期(4～6月)降水与西太平洋暖池敏感海区(西区)海温的负相关关系,设计了两组敏感性试验,讨论西区海温对华南前汛期降水影响的确定性和可能的物理机制.模拟结果表明,当西区为冷水年(暖水年)时,华南降水偏多(少),长江中下游相对偏少(多),相关最好的地区是广东省,与诊断分析结果相符.海温对降水的影响是通过大气环流场来实现的,因此,再用p-σ九层区域气候模式模拟了西区海温异常年大气环流对华南前汛期降水的影响,与CCM3模拟结果基本一致.

西太平洋暖池区海温异常对冬季环流影响的数值研究

应用全球气候模式就西太平洋暖池区冬季海温异常对冬季大气环流及东亚冬季风的影响问题进行了数值试验．结果表明；西太平洋暖池区海温异常可以引起太平洋中东部Ｗａｌｋｅｒ环流加强并使其位置东移．同时，增温区附近两半球的Ｈａｄｌｅｙ环流也明显增强，增温区附近的上升运动及副热带地区的下沉运动均更加明显。在反常加热区附近有自热带向中高纬度传播的波列出现，从而把海温变化的影响传播到全球。西太平洋暖池区海温异常对副热带高压、西风急流、西风带槽脊强度及位置分布均有重大影响，并造成全球高度场、温度及风场的变化，它使增温区两侧的副热带高压加强并向极地一侧移动，促使西风急流加强并北移，使东亚大槽北缩，并增大高纬与热带之间的热力差异。暧池区海温的异常升高使东亚冬季风减弱，我国大部分地区增暖．

西太平洋暖池变异及其对西太平洋次表层海温场的影响

应用热带太平洋上层XBT温度资料 ,分析研究了西太平洋暖池区 ( 0°～ 1 6°N ,1 2 5°～ 1 4 5°E)上层海洋的变化特征以及与西太平洋次表层海温场之间的关系 .研究表明 ,西太平洋暖池区的垂向温度存在显著的年际变化 ,尤其在次表层 ( 1 2 0～ 2 0 0m)的变化最为明显 .西太平洋暖池区的次表层冷暖信号明显早于西太平洋次表层的海温异常 .分析发现 ,西太平洋暖池区的海温异常是导致整个西太平洋次表层海温场变异的关键区 ,当西太平洋暖池区的次表层冷暖信号加强时 ,3～

印度洋海温异常对西太平洋副热带高压的影响——大气中的两级热力适应

利用热力适应理论讨论了印度洋海温异常影响中国天气和西太平洋副热带高压异常的物理机制。结果表明 :通过第一级热力适应 ,印度洋上的海温异常形成低层气旋式环流 ,并在其东侧的偏南气流中产生对流性降水 ;然后通过第二级热力适应 ,在 50 0 h Pa上导致西太平洋副热带高压加强西伸、2 0 0 h Pa上南亚高压异常增强。从而证明两级热力适应是导致印度洋海温异常影响中国天气气候异常的重要物理机制。

西太平洋暖池热含量年际变化及其对东亚气候异常的影响

利用1980-2010年共31个冬季的GODAS海洋同化资料，以5～366m次表层海温构造西太平洋暖池区域的热含量，分析了冬季西太平洋暖池次表层热含量的时空特征、持续性以及对其邻近区域的气候异常影响，结果表明：（1）整体一致性分布是冬季西太暖池区次表层热含量年际变化的主导模态，其时间系数的年际振荡较好地代表了暖池区次表层热状况的年际异常。暖池区热含量的变化与ENSO事件联系密切，它能保持超前两季以上的显著自相关，持续性较赤道中东太平洋海温异常更为稳定。佗）冬季暖池区热含量异常对后期春、夏季暖池热状况产生持续影响，相应的暖水体积变化导致暖水的经向输送及垂直交换，对后期春夏两季暖池及邻近区域尤其是菲律宾海的表层海温、海表热通量变化有较大影响。（3）冬季暖池区热含量上升对应春季菲律宾海以东洋面OLR数值下降以及降水偏多，所引起的对流活动加热异常导致热带及副热带西北太平洋位势等压面抬升，进而对西太副高产生影响。之后，此区域相应的海表热通量交换加强，对流层低层形成强大的异常气旋，海气相互作用加强，加上对流加热异常，使得冬季暖池热含量异常与夏季副热带高压变化联系更加紧密。因此冬季暖池区热含量可作为春、夏季西太副高变化和西北太平洋夏季风强度的有效预测因子。

西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化的对比分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和全球海温海冰GISST2 .3b资料、英国CRU提供的南方涛动指数以及中国 1 60站月平均降水和气温资料 ,分析了冬季西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化特征。结果表明 :最近 5 0年 ,西太平洋海温指数(WPI)与南方涛动指数 (SOI)之间相关关系的年代际变化在冬季很明显。当WPI SOI相关关系不显著时 ,在西太平洋赤道北侧的对流层低层存在高 (低 )海温 反气旋 (气旋 )异常环流系统 ,不利于维持ENSO与西太平洋海温变化间的紧密联系 ;与此相对应 ,冬季整个对流层环流呈相当正压结构。在WPI SOI相关显著 (不显著 )时段 ,冬季中国降水、气温与西太平洋海温之间的相关较弱 (较强 )。

西太平洋暖池区海表水温暖异常对东亚夏季风影响的研究

对夏季热带西太平洋暖池区海表水温暖异常年的东亚大气环流做了合成分析，然后用奇异值分解（ＳＶＤ）方法做了进一步统计检验，揭示了东亚夏季风变异与暖池区海表水温异常的密切关系和它们间最佳耦合模态。结果发现当夏季暖池区暖异常时，在对流层低层西太平洋地区可产生一个强的反气旋偏差环流，使得副热带高压南侧东风气流大大加强，并向西伸展到中南半岛南部，从而影响了东南亚热带和副热带地区西南季风的变化（强／弱）。中南半岛至中国东部大陆夏季风增强，赤道东印度洋、南海南部和中部，西太平洋热带地区夏季风减弱。ＳＶＤ分析还发现经向风和纬向风与海表水温之间各存在两个最佳耦合模态，结果表明，不仅整个暖池海表水温暖／冷异常对东亚大气环流异常有重要影响，而且暖池区内海表水温有显著的暖和冷异常差异时，对东亚大气环流的影响也很明显（耦合总体平方协方差约占总体协方差的０．２０），尤其是在南海至长江以南地区。

南海夏季风爆发与西太平洋暖池区热含量及对流异常

利用1955～1998年逐月的上层海洋热含量资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了南海夏季风爆发与热带西太平洋暖池区热含量异常的关系,并对影响过程进行了探讨。结果表明:(1)热带西太平洋暖池区是热带上层海洋热含量变化最大的区域,暖池区的热含量的变化与ENSO关系密切,是ENSO循环的重要组成部分,也是影响南海夏季风爆发最明显的地区。(2)南海夏季风爆发与前期(特别是前期冬、春季)暖池热状态的变化有密切关系,当前期暖池热含量高时,南海夏季风爆发早,反之爆发晚,这与由暖池变化所产生的上空大气的对流活动密切相关;4月暖池区热含量高(低)是预报南海夏季风爆发早(晚)的一个很好指标。(3)西太平洋暖池区热含量正异常时,辐散中心位于南海—西太平洋,对流强,西太副高弱且位置偏东,季风环流(印度洋纬向环流和经向环流)和Walker环流为正距平环流;正距平的季风环流有利于低空西到西南气流的加强,南海夏季风爆发早,反之爆发晚。由暖池变化所引起的大尺度季风环流和Walker环流的异常变化可能是影响南海夏季风爆发的一个重要动力机制。

西太平洋暖池海温和山西盛夏降水关系研究

利用1961—2016年山西盛夏(7—8月)平均降水和同期NOAA重构海温资料,分析了山西盛夏降水分别与赤道中东太平洋海温和西太平洋暖池海温相关性的变化。结果表明:山西盛夏降水和赤道中东太平洋海温之间呈现稳定的显著负相关;和西太平洋暖池海温呈现正相关,并在20世纪70年代末到80年代初之后相关性加强,通过了0.05显著性检验。进一步分析表明,这种西太平洋暖池海温对20世纪80年代以来山西盛夏降水指示意义加强的事实,主要体现在赤道中东太平洋海温偏冷的背景下。西太平洋暖池海温异常通过影响与山西盛夏降水密切相关的大气环流、季风槽位置和东亚夏季风,导致山西盛夏降水异常。盛夏赤道中东太平洋海温偏冷时,西太平洋暖池海温偏暖(冷),通过遥相关引起中高纬度大气欧亚—太平洋型遥相关(EUP)和负太平洋—日本(PJ)波列,通过影响季风槽位置偏西偏北(偏东偏南),引起西太平洋副热带高压偏北(南)和季风指数偏小(大),导致山西盛夏降水偏多(少)。

与印度洋偶极子模态有关的西太平洋海温异常型及其对东亚冬季气候的影响

利用NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)海温、GPCP(Global Precipitation Climatology Project)降水和ERA-20C(ECMWF's first atmospheric reanalysis of the 20th century)再分析大气环流资料,结合大气环流模式ECHAM5敏感性试验,研究了与秋季印度洋海温偶极子模态(IOD)相联系的冬季热带西太平洋海温异常型及其对东亚冬季气候的影响。发现在秋季发生IOD背景下,冬季西太平洋存在两类海温异常的变化型:一类是西太平洋区域一致偏暖/冷的模态,另一类是区域西冷东暖/西暖东冷的模态。尽管西太平洋海温一致偏暖和西冷东暖这两类海温变化型均有利于华南冬季少降水,但影响的范围有所不同。一致偏暖型引起的少降水范围较大,从华南扩展到长江中下游地区。西冷东暖型引起少降水范围主要限于华南,而在长江中下游到华北则降水偏多。相应地,在大气环流上,尽管两类海温异常型均有利于在西北太平洋菲律宾海附近出现气旋式环流异常,但气旋的强度和中心位置有差异。一致偏暖型引起的气旋偏强,中心位置偏西,其后部异常东北风控制的范围更大,导致少降水范围更大,而西冷东暖型引起的气旋偏弱,中心位置偏东,其后部异常东北风控制的范围小,导致少降水区域主要在华南沿海。本文结果对认识IOD调制随后冬季东亚降水异常的机理有重要意义。

春季赤道东太平洋海温异常对西太平洋副高的影响

首先给出西太平洋副高脊线、面积和西伸指数的定义 ,在此基础上讨论赤道东太平洋海温异常与西太平洋副高的年际变化关系 ,并进一步分析了春季赤道东太平洋海温异常对西太平洋副高季节变化的影响。结果表明 ,春季赤道东太平洋海温异常与夏季副高位置和强度的年际变化及季节变化都有密切关系。从春季到夏季 ,春季海温偏暖年副高偏南、偏强、偏西 ;偏冷年副高偏北、偏弱、偏东 ,冷年 6月副高北跳较暖年显著 。

基于热带印-太海温异常主要模态的夏季西太平洋副热带高压预测模型构建

利用1981—2018年国家气候中心的西太平洋副热带高压(Western Pacific Subtropical High,以下简称“西太副高”或“WPSH”)特征指数、美国国家海洋和大气管理局海表温度、美国气候预测中心NINO3.4指数资料,对热带印-太海洋海温异常(Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA)主要模态及其与西太副高变动的可能联系进行了探讨,并基于这些联系建立了西太副高面积、强度和西脊点异常的预报方程。结果表明,热带印-太海洋上最重要的SSTA模态为纬向三极型,其次是纬向偶极型和东南-西北向跨南、北半球的“跷跷板”异常。这三种模态解释了印-太海洋海温异常中61.58%的方差,与太平洋El Nio、印度洋海盆尺度模、Ningaloo Nio等异常信号的出现密切相关。另外,这三种模态与夏季WPSH异常活动存在紧密联系。基于过去30 a稳定的相关关系建立的预报模型可较好地预报未来8 a夏季WPSH面积、强度和西脊点的异常。

西太平洋海温和北极海冰异常对大气环流的影响

利用九层菱形截断 1 5波的全球大气环流谱模式 ,对赤道西太平洋海表温度、北极海冰及综合异常情形在北半球夏季大气环流中的作用进行了一系列数值试验和分析。结果表明 :赤道西太平洋海表温度的异常变化与北极海冰面积变异均可显著影响大气环流 ,但海冰异常对低纬大气环流的影响远小于西太平洋的海温异常的影响。对全球大气环流异常形成机制的讨论表明二维 Rossby波列的传播及外强迫引起的大气内部动力学过程是夏季大气环流异常产生的主要原因。

导致西太平洋海温异常的主要因素研究

通过对不同区域海表面温度（SST）资料做超前/滞后相关性分析,研究导致西太平洋SST异常的主要因素。基于东、西太平洋相互作用理论和印度洋电容器效应理论,将热带西太平洋SST异常的变化分别与热带东太平洋和印度洋SST异常做超前/滞后相关性分析,得到每个格点与强迫场之间相关性最显著的月份,从时间的角度研究西太平洋SST异常变化与东太平洋和印度洋之间的关系。按照上述两种理论,由于海洋的比热大,热响应时间较长,西太平洋SST变化应滞后于东太平洋或印度洋2~3个月。分析结果显示,在El Nino和La Nina事件下,西太平洋SST异常变化均超前于东太平洋1~2个月时相关性最显著;同时,西太平洋SST异常变化超前于印度洋3~4个月时相关性最显著。这表明热带东太平洋和印度洋都不是导致西太平洋SST异常变化的主要因素,西太平洋SST异常可能由多种因素共同作用所导致。

海温异常对季内西太平洋副热带高压异常进退的数值模拟

本文用ＩＡＰ－ＡＧＣＭ模式，对海温进行控制性试验，得到以下结果：数值模拟表明，北太平洋副高的异常对热带西太平洋、南海、孟拉湾的海温异常有两个月的遥响应。西大副高异常和东太平洋副高异常总是相伴出现的，并且后者出现要早些。模拟还表明，当热带西太平洋、南海、孟加拉湾ＳＳＴ异常增加（减少）时，副高的位置持续偏北（南）。并且，当上述海区的ＳＳＴ异常增加（减少）时，在副热带地区有来自东西两个方向的位势波在西太平洋汇集，且汇集波的位置和副高的持续异常位置相吻合。

冬季西太平洋暖池区Hadley环流年际变化特征及其与热带海温的关系

暖池尤其是西太平洋暖池是全球对流活动最频繁的地区，是驱动Hadley环流和Walker环流的主要热源以及引发ENSO等一系列海气相互作用的关键因素。近年来关于暖池的研究成为一个热点。应用NCEP／NCAR再分析资料中的速度势月平均资料和英国哈德莱中心海温资料。采用质量流函数法并结合经验正交函数分解、合成分析、相关分析、谐波分析等方法。分析研究了1952—2009年西太平洋暖池区域东经120°-160° Hadley环流的年际变化特征及其与海温的关系。结果表明：西太平洋暖池区冬季气候态Hadley环流偏南，北支占主导地位。冬季西太平洋暖池区Hadley环流具有明显的年际变化特征，年代际特征不明显；冬季西太平洋暖池区Hadley环流的年际变化与太平洋、印度洋的海温异常有关．但其主要受ENSO信号的影响。