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赤道潜流 苏门答腊附近的赤道潜流
印度洋,太平洋,异常赤道潜流 苏门答腊附近的赤道潜流
发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：
总体而言，本次拉尼娜事件即将正式结束；赤道中东太平洋在春夏季将继续缓慢增暖而幅度有限，总体维持中状态。在空间型上，初夏会表现为日界线附近的中太平洋区域略微偏暖，而赤道东太平洋与南美西海岸增暖较弱，甚至仍维持明显偏冷；而随着暖Kelvin波的东传，夏季后期赤道东太平洋与南美沿岸会有稍明显暖异常，但日界线附近增暖依然微弱。
虽然未来一段时间没有明显海温异常，但后续的大气响应依然显著。拉尼娜事件造成的影响将在初夏逐渐消退，Walker环流将稍有东移，但由于后续赤道中东太平洋没有明显增暖与迅速位相转换，不会出现Walker环流的大幅东移与热带准定常波的急剧调整。总体而言，暮春到初夏上升支中心仍然在海洋大陆周边，并包括热带印度洋与西太平洋大部；但后期随着Walker上升支的缓慢东移，上升运动将偏向菲律宾周边到日界线西侧，热带印度洋将逐渐转为下沉异常。这将伴随着大范围的对流活动异常，并通过相应潜热加热异常激发的北传遥相关波列，影响东亚季风区。
通常而言，ENSO主要通过热带外经圈环流调制，以及位于热带西北太平洋与东亚地区的太平洋-日本型（Pacific-Japan Pattern，PJ Pattern）遥相关（尤其以副热带反气旋异常最典型），引起东亚季风区夏季气候异常。总体而言，在暮春到初夏对流活动偏强区域集中在热带印度洋到海洋大陆地区，这将通过经圈环流调制与激发的西北传波列导致副热带高压明显偏北，而强度也较为偏强；而考虑到ENSO扰动信号与气候态周年演变间的相互作用，盛夏在菲律宾北部周边西北太平洋对流活动将显著增强，且随着Walker环流稍有东移，热带东印度洋和海洋大陆降水逐渐转为偏少，菲律宾北部周边成为了最重要的对流加热源。在这个明显偏北的加热源作用下，此时将出现典型的PJ负位相波列，对应叠加了气旋异常、偏北的季风槽，和显著偏北但转为偏弱的副热带高压。这样的环流演变将导致我国夏季风雨带将持续偏北，强度则是在前期偏强而后期转为偏弱。
1.1.2北太平洋中纬度变率——PDO&NPGO
太平洋年代际涛动 （PacificDecadal Oscillation, PDO）通常定义为20°N以北的北太平洋区域SSTA之EOF1模态。最显著的特征表现为北太平洋暖流区与北美西海岸（阿拉斯加至下加利福尼亚半岛）两个区域间的SSTA反相关，虽然以其最显著的年代际变率得名，但也存在显著的年际变率，这与ENSO强迫激发的球面遥相关波列引起的中纬度海气相互作用有关。而在20世纪90年代起，北太平洋环流模（NPGO）这一EOF2模态逐渐显著，在近些年的解释方差甚至可以和PDO可以抗衡，这一转变可能和ENSO空间型转变下，所激发响应的位相发生变化（年际变率），以及热带外海气作用有关（年代际变率）。
就目前看，当前PDO指数为负位相状态，其中空间模态上表现为北太平洋暖流区一致的显著偏暖与北美西海岸的略微冷异常。这与先前秋冬季拉尼娜事件导致的日界线附近异常对流活动直接相关——潜热加热负异常所激发的两个对流层低层异常反气旋，分别位于副热带西北太平洋与阿留申群岛南侧，二者南侧的异常东风通过WES机制减弱风速与蒸发，使得海温正异常发展（图7），同时被反气旋直接控制的阿拉斯加湾有显著增暖。而北美西海岸区域较为复杂，其中在加州沿岸因东北风的平流作用与风速增强已经出现较弱的冷异常。
图8 1950年至今PDO指数的演变
图9 同图1，但为同时期北太平洋地区海表温度距平（填色，单位：℃），风速距平（等值线，单位：m/s）和850hPa风场距平（矢量箭头,单位：m/s）
考虑到热带外大气的响应滞后于热带地区海表信号2-4个月，而在近期Walker环流已经明显西移，潜热加热中心也相应西移，对北太平洋热带外区域造成的类PNA负遥相关型与北太平洋高压偏强的态势将在这个夏季大体维持，北太平洋暖流区偏暖的格局也将维持，PDO总体仍然偏向负值。与此同时，由于近地面各物理量场气候平均态的季节变化（如气压带/风带在春夏季的北移），考虑到WES机制，这样的海温异常模态将随着季节演变向北移动，而副热带地区因东风异常的叠加，SSTA将明显下降。这一海温信号将随着副热带东风应力作用下，以热带外西传Rossby波形式向西传播，并影响到夏季西北太平洋副热带地区SSTA；同时也会通过感热等方式影响到北太平洋中高纬度地区环流异常型，对东北亚地区也存在着显著影响。
1.1.3 太平洋经向模：PMM（Pacific Meridional Mode）
PMM是扣除ENSO相关模态后的热带太平洋主导模态，时间演变上通常在春季强度最强（但未达到如同ENSO的显著季节锁相），空间特征表现为夏威夷以东的东北太平洋海区和加拉帕戈斯群岛附近的赤道东太平洋冷舌区的经向偶极。一般认为，这是在东太平洋气候态SST经向不对称的基础上，由热带地区和中纬度变率的影响在WES机制下发展；同时也有研究认为，PMM会对随后的夏秋季ENSO事件的发展演变起到一定的调制作用，也可以通过较低频的海洋Rossby波等动力过程，与持续较长的低频型ENSO有相互作用。
图10 PMM对应的海温异常与10m风场模态（上图）和降水异常（下图）
在持续了两年强PMM正位相模态后，当前PMM已经明显回落并接近中状态，突出表现在夏威夷东侧的副热带北太平洋海域，与中太平洋附近的暖海温距平明显下降，这也与ENSO的低频变率有着明显对应。结合副热带SSTA信号演变的规律以及气候态的转变，北半球夏季时正位相中心将明显西移，同时在西侧激发出Matsuno-Gill对流响应，导致西侧的副热带西北太平洋远洋对流活动减弱并出现一定反气旋式环流，同时西北太平洋季风槽偏西与副热带高压偏强。而同时，注意到PMM对ENSO发展过程的调制，在夏季容易引发赤道东太平洋北侧对流被抑制，这也使得后期赤道中东太平洋增暖与厄尔尼诺事件发展受到一定抑制。
1.1.4 印度洋
印度洋大部位于低纬度区域，且正位于亚洲夏季风的上游，也是亚澳季风系统活动的重要下垫面，沃克环流，季风环流交汇于此，因此通过海气相互作用，印度洋对亚澳季风区乃至全球气候都有重要的影响。下文将分析热带印度洋和副热带南印度洋对夏季气候的影响。
（1） IOBW（热带印度洋洋盆模态）
IOBW为热带印度洋SST的EOF1模态，表现为热带印度洋洋盆尺度的海温一致变化。通常认为，在ENSO事件发展期，该模态为热带印度洋海表温度对ENSO强迫的响应，是直接受ENSO强迫所致（具体机制包括直接调控Walker环流的大气桥、赤道中东太平洋对流加热激发的东传暖Kelvin波抑制对流等），而在ENSO衰减期对春夏季印太季风区环流造成影响的“电容器机制”中，热带印度洋又是关键的电容器区域，表现在ENSO事件次年春夏季，当地海表与大气的滞后响应，这成为在次年夏季延续ENSO影响的重要机制。
图11 2018年至今IOBW指数的演变
当前热带印度洋总体呈现中偏暖状态，其中以赤道北侧的热带北印度洋偏暖最为明显，赤道地区与热带南印度洋偏暖较弱。这样的跨赤道不对称海温模态一定程度上是对冬春季拉尼娜事件的响应，但更重要的因子很可能来自热带印度洋内部的变率——先前南亚冬季风（东北季风）偏弱导致了北印度洋的初始增暖与不对称海温型，而后通过WES机制进一步减弱冬季风与促进海温增暖，导致不对称海温模态发展。但随着夏季风即将到来，背景风场将转变为西南风，这样的海温异常将促进南亚夏季风在初夏显著增强，对应蒸发与水汽输送对应加强；后同时初夏热带印度洋地区将盛行上升支且对流活动显著增强，在云-SST反馈作用下，热带印度洋暖异常将明显下降，甚至在随后偏冷。
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