过去500年亚洲夏季风降水和ENSO的关系

摘要

亚洲夏季风包括南亚和东亚两个子系统，与陆地降水密切相关，对当地的工农业生产和人民生活有着巨大的影响。为了研究大的背景场对ENSO和亚洲夏季风降水关系的调制作用，来更好的预报气候变暖背景下亚洲夏季风降水的年际变化，本文通过观测和再分析资料、重建的十套ENSO指数和亚洲降水资料，研究了过去500年亚洲夏季风降水和ENSO的关系，其存在的原因以及如何理解这一现象。其中，主要侧重于ENSO对亚洲夏季风的影响。最后，利用公共地球系统模式1.0版本(CommunityEarth System Model version1.0，CESM1)的模式资料，对模式结果和重建资料结果进行了对比，并对影响降水的主导因子做了诊断分析。主要结论如下: (1)过去500年(1470～1999)ENSO和印度夏季风降水的关系并非是一成不变的，大体上呈现负相关，在小冰期(LIA)负相关程度较弱，现代暖期(CWP)负相关程度有所加强，而20世纪80年代之后负相关又开始减弱。同时，过去500年重建资料中ENSO衰减年长江中下游地区降水异常量级明显偏小，在小冰期二者正相关程度较弱，在现代暖期正相关程度明显加强，20世纪80年代之后再次增强; (2)过去500年，亚洲夏季风降水异常和ENSO关系比较确定，是确实存在的，并非是随机产生的。 (3)小冰期和现代暖期，印度地区及长江中下游地区夏季降水异常和Ni(n)o指数的标准差和周期都有很大的不同，现代暖期明显较大。但二者平均状态和能量谱相差并不大。即相对于小冰期，现代暖期ENSO振幅增强，周期变大，导致印度夏季风降水和ENSO的负相关关系偏好，同时使得长江中下游夏季降水和ENSO的正相关关系加强。 (4) CESM模式中，小冰期和现代暖期的夏季(5～9月)，不管是降水场、500hPa垂直速度场、比湿场，还是850hPa风场和海表面温度场，其平均态都没有太大的差别。在ENSO发展年份印度地区的降水异常和ENSO衰减年份长江中下游地区的降水和风场异常和重建资料位置有所不同，呈现出明显的西南移倾向。同时，现代暖期El Ni(n)o和La Ni(n)a发展年中东太平洋海表面温度异常场明显偏大，这和重建资料得到的结论一致。 (5)利用小扰动法分析可知，在影响降水异常的因子中，ω'·(q)占主导地位。即相对于小冰期，现代暖期在ENSO年份的500hPa垂直速度更大，从而引起ENSO发展年印度地区降水异常量级偏大，ENSO衰减年长江中下游地区降水异常量级偏大。(ω)·q'的量级较小，可以忽略。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究目的和意义

1．2亚洲夏季风降水及其与ENSO的关系

1．2．1印度夏季风降水和ENSO关系的研究

1．2．2东亚夏季风降水和ENSO关系的研究

1．3关于亚洲降水和ENSO指数重建的研究

1．3．1过去500年亚洲降水重建的研究进展

1．3．2过去千年ENSO指数重建的研究进展

1．4研究内容和章节安排

第二章资料和方法

2．1资料说明

2．1．1模式简介

2．1．2数据说明

2．2方法介绍

2．2．1关于ENSO年份的定义方法

2．2．2其他统计分析方法说明

第三章观测及再分析资料中亚洲夏季风降水和ENSO的关系

3．1 ENSO事件从发展年到衰减年的变化过程

3．2亚洲夏季风降水的年际变化和年代际变化

3．3 ENSO发展年和衰减年亚洲夏季风降水的异常

3．4过去100年亚洲夏季风降水和ENSO的关系

3．5本章小结

第四章过去500年亚洲夏季风降水和ENSO的关系

4．1重建降水和Ni?o指数的可靠性论证

4．2过去500年亚洲夏季风降水和ENSO的关系

4．3过去500年ENSO和印度夏季风降水关系的确定性

4．4小冰期和现代暖期ENSO和印度夏季风降水的状态

4．5本章小结

第五章CESM模式资料的分析和诊断

5．1模式中小冰期和现代暖期各物理量的平均状态对比

5．2模式中两个时期ENSO发展和衰减年降水异常合成

5．3模式中两个时期ENSO发展和衰减年海温场和风场异常合成

5．4利用小扰动法诊断分析模式中的降水异常

5．5本章小结

第六章总结与展望

6．1全文总结

6．2研究展望

参考文献

致谢

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