南印度洋海温主要模态与南半球季风环流系统的耦合关系及其数值试验

According to the active effect of the Southern Indian Ocean on the interaction between the atmosphere and ocean in the Southern Hemisphere, two priciple modes of sea surface temperature anomalies over the Southern Indian Ocean were rebuilded: one is the Southern Indian Ocean Unipole (SIOU), the other one is the Southern Indian Ocean Dipole (SIOD). The climate characteristics of SIOU and SIOD were analyzed respectly. By using the MTM-SVD analysis method, the coupled temporal and spatial evolution features of the SIOU/SIOD and the monsoon circulation system have been analyzed.On the basis of the statistical analysis, the possible physical mechanisms of influences of the SIOU/SIOD on the monoon circualtion in the Southern Hemisphere were studied through the numerical tests. This study will be helpful for a deeper understanding of the interaction between the atmosphere and ocean in the Southern Hemisphere which is closely related to the East Asian Monsoon circulation, and provide a basis for improving the rate of accuracy of short-term climate forecast.

本项目基于南印度洋海温异常模态在南半球海气相互作用中发挥的积极作用，通过重构技术，分析南印度洋两种典型海温异常模态-南印度洋单极子(SIOU)及南印度洋偶极子(SIOD)的气候特征，以提高对南印度洋两种海温异常型态的认识。分别建立SIOU，SIOD与南半球季风环流系统的耦合场，通过应用MTM-SVD方法研究两种典型海温异常模态与南半球季风环流系统之间的时空耦合关系，动态追踪南半球季风环流系统对南印度洋海温异常变化的响应特征。在统计分析的基础上，设计气候动力模式数值试验，进一步探讨南印度洋海温异常模态影响南半球季风环流系统异常的物理机制，有助于深入了解与东亚季风系统密切相关的南半球海气相互作用，为提高短期气候预测准确率提供科学依据。

本项目基于南印度洋海温异常模态在南半球海气相互作用中发挥的积极作用，通过重构技术，分析南印度洋两种典型海温异常模态—南印度洋单极子(SIOU)及南印度洋偶极子(SIOD)的气候特征，以提高对南印度洋两种海温异常型态的认识。分别建立SIOU，SIOD与南半球季风环流系统的耦合场，通过应用MTM-SVD方法研究两种典型海温异常模态与南半球季风环流系统之间的时空耦合关系,LFV谱的结果表明在年代际、年际、ENSO及准两年振荡是气候变化中最显著的变化特征，并进一步分析了年代际（25年），ENSO周期（3.7年）及准两年振荡（2.3年）的海温与海平面气压耦合场变化特征。海平面气压SLP场在3个主要频域均呈现高纬与低纬相反的典型分布型态，而SST的变化受到大尺度环流的影响。SST与SLP耦合场的空间重建表明印度洋SST的3个主要空间模态均具有典型的时间尺度变化特征。基于华南前汛期降水的典型特征，采用合成分析方法探讨了华南前汛期降水偏多（少）年的南半球大气环流系统异常特征，并分析了全球海温异常对相关大气环流系统的影响。研究发现，马斯克林高压东侧是影响华南前汛期降水的关键区域，并定义了IEMH指数代表马高的东移（或东扩）。IEMH指数偏大时，马高东侧的偏南气流活跃，携带充沛的水汽越过赤道，同时在菲律宾以东洋面偏强的高压配合下，沿高压西侧的偏南风气流汇聚于南海海域，使得南海夏季风偏强，有利于华南前汛期的降水偏多；反之当IEMH指数偏小时，华南前汛期降水偏少。另外从海温角度解释了马斯克林高压型态异常的原因，澳大利亚西侧局地海温异常变化与厄尔尼诺（拉尼拉）现象关键海域的海温变化非常一致，表明ENSO在马斯克林高压系统东移（或东扩）中起到重要外强迫作用。