強(qiáng)elnio事件到lania向enso的轉(zhuǎn)變

強(qiáng)elnio事件到lania向enso的轉(zhuǎn)變

1elnino衰減與自身強(qiáng)度的關(guān)系:一個(gè)研究概念ens（elninousal）是指每3-7年在環(huán)境周期內(nèi)發(fā)生的異常海水溫度和相應(yīng)的亞熱帶氣候循環(huán)異?，F(xiàn)象。這是海洋氣聯(lián)合系統(tǒng)中最強(qiáng)的年變量信號(hào)，可以影響世界周圍的氣候系統(tǒng)。例如，enso可以影響東亞的天氣條件和中國的氣候異常。在elnino成熟的情況下，東亞冬季的風(fēng)一般很弱，中國南部的水相對較多，衰減期的水相對較多，往往會(huì)造成嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。對ENSO的理解、模擬和預(yù)測是海洋學(xué)家與氣候?qū)W家的一個(gè)重要研究內(nèi)容.對ENSO的本質(zhì)理解,有兩種不同的傳統(tǒng)觀點(diǎn),即ENSO是循環(huán)性或偶發(fā)性的.從第一種觀點(diǎn)來說,ENSO是一種自維持的持續(xù)性海氣耦合振蕩模態(tài),ElNi?o事件衰減進(jìn)入LaNi?a狀態(tài).現(xiàn)有的各種動(dòng)力模型,如延遲振子、充放電振子、西太平洋振子和平流-反射振子,分別給出了不同的負(fù)反饋機(jī)制來解釋ENSO的衰亡和位相轉(zhuǎn)變,都屬于這一類.而另一種觀點(diǎn)認(rèn)為,ENSO是熱帶海氣耦合系統(tǒng)對外在擾動(dòng)響應(yīng)的異常狀態(tài),因此,氣候系統(tǒng)在ElNi?o衰減后恢復(fù)平常態(tài).信風(fēng)崩潰和1～2周的赤道西風(fēng)爆發(fā)都是這樣的外在擾動(dòng).在實(shí)際觀測中,部分ElNi?o事件衰減進(jìn)入LaNi?a,而另一部分ElNi?o事件則衰減進(jìn)入平常態(tài).因此,這兩種觀點(diǎn)都能夠得到驗(yàn)證,但又不能解釋所有的現(xiàn)象.Philander和Fedorov回顧了這方面的研究進(jìn)展,認(rèn)為穩(wěn)定性分析、能量研究和數(shù)值模擬都表明,ENSO是一個(gè)由隨機(jī)擾動(dòng)激發(fā)的弱衰減性振子模態(tài),即真實(shí)的ENSO是以上兩種觀點(diǎn)的折衷.這樣引出如下問題:ElNi?o的衰減性/振蕩性表現(xiàn)與其自身強(qiáng)度是否有關(guān)?換言之,ElNi?o的衰減結(jié)果與其強(qiáng)度是否存在某種關(guān)系?如果關(guān)系存在,是什么原因?以上問題的核心在于ElNi?o的具體衰減過程.對ENSO衰減過程的闡釋是現(xiàn)有ENSO理論之間的本質(zhì)區(qū)別.延遲振子是目前影響最大的ENSO動(dòng)力模型,它認(rèn)為風(fēng)應(yīng)力激發(fā)的Rossby波西傳至太平洋西邊界,反射成為冷性Kelvin波東傳,從而降低赤道中東太平洋的海溫并實(shí)現(xiàn)ENSO的位相反轉(zhuǎn).Jin提出了充放電振子理論,認(rèn)為赤道中東太平洋西風(fēng)異常引發(fā)Sverdrup傳輸?shù)妮椛⒁鸪嗟罒崛萘康臏p少,從而海表溫度(SST)正異常轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)異常.在1年以上時(shí)間尺度,充放電振子和延遲振子理論二者本質(zhì)是一致的.與延遲振子理論強(qiáng)調(diào)赤道東太平洋相比,Weisberg和Wang強(qiáng)調(diào)西太平洋的重要性并提出了西太平洋振子模型,認(rèn)為東太平洋海水增暖激發(fā)的中太平洋氣旋對通過Ekman抽吸抬升西太平洋的溫躍層,造成那里赤道外區(qū)域的海表溫度降低和海平面氣壓升高,并因此產(chǎn)生赤道東風(fēng)異常,后者激發(fā)冷性信號(hào)東傳并降低赤道東太平洋的海溫.Picaut等提出了平流-反射振子模型,認(rèn)為海洋波動(dòng)在赤道太平洋東西邊界的共同反射和平流作用提供了ENSO的負(fù)反饋機(jī)制.在動(dòng)力模型分析之外,關(guān)于ElNi?o的衰減,也有一些數(shù)值模擬和診斷分析方面的研究結(jié)果.一系列資料分析和數(shù)值模擬工作表明,上層海水溫度、熱容量、海面高度等異常信號(hào)分別在赤道以及赤道北側(cè)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)回路是ENSO循環(huán)的重要特征.Guilyardi和Delecluse將ECHAM4/OPA海氣耦合模式模擬和1997～1998年觀測結(jié)果對比研究了ElNi?o的位相轉(zhuǎn)變.他們的研究結(jié)果確認(rèn)了西太平洋的熱容量異常是ENSO位相轉(zhuǎn)換的預(yù)兆信號(hào),尤其在熱帶西北太平洋地區(qū)(westernNorthPacific,簡稱WNP,5°N～15°N,120°E～170°E).此外,他們提出了WNP熱容量異常通過西太平洋近海岸洋流進(jìn)入赤道這一信號(hào)傳輸過程.他們給出了ElNi?o衰減的框架結(jié)構(gòu):東太平洋海水偏暖通過Gill型大氣響應(yīng)在WNP產(chǎn)生氣旋性環(huán)流,產(chǎn)生的海水上翻持續(xù)約6個(gè)月并減小WNP的熱容量,熱容量負(fù)異常信號(hào)沿著當(dāng)?shù)匮罅鱾鞯匠嗟?約2個(gè)月),負(fù)異常信號(hào)通過冷性Kelvin波東傳,導(dǎo)致東太平洋海水變冷,引發(fā)ElNi?o衰亡.Chan和Xu采用分組合成分析的方法,研究了1950～1997年期間ElNi?o分別在春季、夏季衰減進(jìn)入LaNi?a和平常態(tài)的區(qū)別,認(rèn)為ENSO的位相轉(zhuǎn)換是南北半球副熱帶高壓異常導(dǎo)致的中東太平洋信風(fēng)增強(qiáng)并激發(fā)海洋Rossby波向西傳,并在西太平洋邊界反射來實(shí)現(xiàn)的.Zhang和McPhaden通過模式模擬發(fā)現(xiàn)北太平洋的經(jīng)向風(fēng)冷卻在強(qiáng)ElNi?o衰減過程中有重要作用,薛峰和何卷雄在分析ElNi?o演變過程時(shí)也注意到了外熱帶經(jīng)向風(fēng)的重要作用.綜上所述,我們重點(diǎn)研究ElNi?o衰減結(jié)果與自身強(qiáng)度的關(guān)系.我們關(guān)注以下具體問題:(1)二者之間是否存在某種關(guān)系;如果存在,(2)什么原因?qū)е铝诉@種關(guān)系的存在;(3)不同強(qiáng)度和不同衰減結(jié)果ElNi?o過程中的具體衰減機(jī)制和已有的理論之間有何區(qū)別.本項(xiàng)研究分為兩大部分,本文為第一部分,我們從統(tǒng)計(jì)分析上探討ElNi?o衰減結(jié)果與自身強(qiáng)度的關(guān)系,并對強(qiáng)ElNi?o的衰減過程進(jìn)行分析.第2節(jié)介紹所使用的數(shù)據(jù)和分析方法,第3節(jié)闡述ElNi?o衰減結(jié)果和自身強(qiáng)度的關(guān)系,第4節(jié)探討海洋環(huán)流變量在強(qiáng)ElNi?o衰減過程的表現(xiàn),第5節(jié)介紹大氣環(huán)流變量在強(qiáng)ElNi?o衰減過程中的表現(xiàn),第6節(jié)討論強(qiáng)ElNi?o衰減過程中海氣耦合的表現(xiàn)和作用,以闡述決定強(qiáng)ElNi?o衰減結(jié)果的物理機(jī)制,最后一節(jié)是結(jié)論.2資料來源和研究方法本文研究主要采用了ElNi?o指數(shù)序列和大氣、海洋環(huán)流方面的數(shù)據(jù).我們用Nin?3.4區(qū)(5°S～5°N,120°W～170°W)月平均海表溫度異常指數(shù)序列表征ElNi?o的強(qiáng)度,時(shí)間跨度為1950～2006年,由美國國家氣候中心提供.大氣環(huán)流資料包括海平面氣壓場(SLP)和850hPa風(fēng)場,來自于NCEP-NCAR月平均再分析資料集,分辨率為2.5°×2.5°,時(shí)間跨度為1948～2006年.海洋資料有兩個(gè)來源,月平均海表溫度(SST)資料為美國國家海洋大氣局(NOAA)發(fā)展的ERSST第二個(gè)版本,分辨率為2°×2°,資料長度為1854～2006年.此外,上層海洋溫度(垂直方向分層為0,20,40,60,80,120,160,200,240,300,400m共11層)和0～400m熱容量數(shù)據(jù)來自于ScrippsInstitutionofOceanography,即JEDAC資料(/),時(shí)間長度為1955～2003年,水平分辨率為5°×2°.我們的研究對象為1951～2004年期間的ElNi?o事件.環(huán)流異常是基于1971～2000年氣候平均值計(jì)算的.此外,為了濾除高頻信號(hào),我們對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了3個(gè)月平滑處理.ElNi?o事件的強(qiáng)度定義為該事件3月平滑后Ni?o3.4指數(shù)的峰值.主要的研究方法是合成分析,并通過個(gè)例檢查來檢驗(yàn)合成結(jié)果.在正文和附圖中,赤道太平洋指太平洋沿赤道5°S～5°N的部分.此外,我們把ElNi?o的發(fā)生年、衰減年和衰減第二年分別標(biāo)記為0年、+1年、+2年.3elnino事件的衰減結(jié)果我們借鑒了美國氣候預(yù)測中心的方法定義ElNi?o事件.具體而言,對Ni?o3.4指數(shù)作3月滑動(dòng)平均,當(dāng)持續(xù)5月以上超過0.5℃,就稱為一次ElNi?o.由于環(huán)流異常特征在弱的ElNi?o事件中很不顯著,我們排除了峰值小于0.7℃的事件,只保留具有一定強(qiáng)度的暖事件.此外,1986～1988年暖事件持續(xù)了2年,并且位相不鎖定,其峰值出現(xiàn)在夏季,為避免干擾合成結(jié)果,因此把該事件也排除在外.這樣,我們得到12個(gè)ElNi?o事件,分別為1951～1952,1957～1958,1963～1964,1965～1966,1969～1970,1972～1973,1977～1978,1982～1983,1991～1992,1994～1995,1997～1998和2002～2003事件.對這12個(gè)事件按照強(qiáng)度進(jìn)行排列,我們發(fā)現(xiàn)相似強(qiáng)度的ElNi?o具有相似的衰減結(jié)果.具體而言,根據(jù)強(qiáng)度相近并且衰減結(jié)果相同的原則對這12個(gè)事件分組,則ElNi?o從弱到強(qiáng),衰減為平常態(tài)(1951～1952,1977～1978),衰減為LaNi?a(1963～1964,1969～1970,1994～1995),衰減為平常態(tài)(1957～1958,1965～1966,1991～1992,2002～2003),衰減為LaNi?a(1972～1973,1982～1983,1997～1998).因此,我們把這12個(gè)ElNi?o事件分為強(qiáng)、中等、較弱和弱4組(圖1).從峰值強(qiáng)度上看,2℃以上和1～1.3℃之間的事件都衰減為LaNi?a,而1.6～1.9℃和0.9℃以下的事件都衰減進(jìn)入平常態(tài).這樣,ElNi?o的衰減結(jié)果與自身強(qiáng)度之間存在顯著的非線性特征.從圖1可以看出,我們選取的這12個(gè)ElNi?o事件都具有位相鎖定的特征,即事件在當(dāng)年年底至次年年初強(qiáng)度最大,并在次年春、夏季衰亡.基于這種位相鎖定特征,我們能夠?qū)λ鼈冏骱铣煞治?考察海洋和大氣變量在強(qiáng)、中等和較弱3組ElNi?o事件演變特征的異同.由于弱ElNi?o如1951～1952和1977～1978事件強(qiáng)度過小,環(huán)流異常噪音相對很大,而且研究所用數(shù)據(jù)時(shí)間跨度有限,我們不分析該組ENSO事件.4強(qiáng)elnino過程中的海洋特征ENSO是典型的熱帶海氣耦合現(xiàn)象.在熱帶,大氣變化為快過程,而海洋的調(diào)整時(shí)間要長得多,這種海洋對大氣變化的記憶性和延遲反應(yīng)是ENSO現(xiàn)象的核心所在.此外,關(guān)于ENSO有一個(gè)主流觀點(diǎn):ENSO是熱帶太平洋質(zhì)量和熱量的再分布.基于這種特征,我們首先分析強(qiáng)ElNi?o過程中的海洋變化特征.4.1西太平洋東移的sst信號(hào)表現(xiàn)圖2給出了強(qiáng)ElNi?o演變過程中次表層的異常變化,它表明,暖事件和隨之而來的冷事件都是次表層海溫正異常自西太平洋向中東太平洋傳播導(dǎo)致的.顯著的海溫異常在0年1月位于西太平洋溫躍層附近,之后快速東移,在5月到達(dá)中太平洋,此后原地發(fā)展,在7月之后緩慢衰減,并于次年3月基本消失.隨后的LaNi?a以相似的方式出現(xiàn),次表層海溫負(fù)異常開始出現(xiàn)于0年9月份,并在ElNi?o盛期顯著增強(qiáng),控制了赤道西太平洋.該負(fù)異常自出現(xiàn)后就開始緩慢東移至+1年年底,并最終控制中東太平洋,從而導(dǎo)致冷事件的發(fā)生.比較可知,負(fù)異常信號(hào)相對正異常信號(hào)偏強(qiáng),傳播持續(xù)時(shí)間也偏長.此外,需要注意的是,暖事件盛期伴隨著西太平洋次表層負(fù)異常的出現(xiàn),而在其后LaNi?a事件盛期并沒有出現(xiàn)西太平洋的次表層正異常,這與LaNi?a事件往往持續(xù)好幾年的情形相一致(圖1).但從海表溫度來看(圖略),強(qiáng)ElNi?o過程中正負(fù)異常自西太平洋東移的現(xiàn)象并不顯著,其主要特征為SST負(fù)異常在中太平洋原地發(fā)展.這是因?yàn)?赤道西太平洋為暖水區(qū),海表溫度常年大于31℃,溫躍層深厚,東太平洋海表偏冷,溫躍層很淺,這種分布使得異常信號(hào)沿著溫躍層以Kelvin波的形式東傳時(shí)逐漸上移,并在中太平洋達(dá)到海面.在ElNi?o衰減的+1年,中太平洋SST異常急劇減弱,正異常在3月已不明顯,而負(fù)異常則在5月出現(xiàn),并持續(xù)發(fā)展至年底,標(biāo)志著LaNi?a的發(fā)生.Li注意到了這種SST異常原地發(fā)展的情況,據(jù)此提出了準(zhǔn)靜止SST模態(tài)的概念,認(rèn)為ENSO循環(huán)是這種模態(tài)在Walker環(huán)流和Hadley環(huán)流作用下的振蕩過程.4.2elnino中熱容量負(fù)異常的階段性特征ENSO以上層海洋和大氣質(zhì)量和熱量在整個(gè)熱帶太平洋再分配為主要特征,上層海洋熱容量變化是ENSO現(xiàn)象的本質(zhì)體現(xiàn).Jin的充放電振子模型,就是把ENSO描述為熱帶太平洋熱容量的充放電式的變化.現(xiàn)有的理論一般認(rèn)為西太平洋的熱容量變化是ENSO位相轉(zhuǎn)換的先兆,如Wyrtki的診斷研究,以及延遲振子、充放電振子和西太平洋振子模型.而且,人們越來越注意到WNP熱容量信號(hào)對ENSO位相變化的指示作用.在強(qiáng)ElNi?o中,熱容量負(fù)異常有三個(gè)明顯的階段性特征(圖3):第一階段為0年5～9月,負(fù)異常首先在WNP出現(xiàn)并持續(xù)增強(qiáng)和向赤道擴(kuò)展;第二階段為0年11月至+1年1月,即ElNi?o盛期,負(fù)異常沿南赤道輻合帶向赤道以南擴(kuò)展,東邊界達(dá)到日界線以東;在第三階段,即+1年3～11月,隨著ElNi?o盛期的結(jié)束,負(fù)異常在WNP區(qū)域迅速衰弱并消失,其主體沿赤道偏南緩慢東移,至年底到達(dá)中東太平洋.這種負(fù)異常信號(hào)的傳播特征與Guilyardi和Delecluse的研究結(jié)果基本吻合.出于簡化和與前文保持一致,這種復(fù)雜的西太平洋負(fù)異常信號(hào)傳播,我們依舊稱之為信號(hào)東傳.Guilyardi和Delecluse認(rèn)為WNP的熱容量負(fù)信號(hào)通過西太平洋邊界洋流作用向赤道傳播.但是,圖3表明,WNP熱容量負(fù)信號(hào)向赤道的傳播,在WNP中間區(qū)域最顯著,而不是在西太平洋西邊界附近.因此,熱容量信號(hào)從WNP向赤道傳播應(yīng)當(dāng)是通過其他途徑實(shí)現(xiàn)的,我們將在第6節(jié)作進(jìn)一步討論.585elnino過程中的海洋和海平面環(huán)流場分析ENSO是熱帶海氣相互作用的結(jié)果,大氣通過風(fēng)應(yīng)力影響海洋,而海洋通過SST變化以感熱形式反過來影響大氣.在這一節(jié)里,我們分析強(qiáng)ElNi?o過程中對流層低層風(fēng)場(850hPa)和海平面氣壓場的變化.5.18elnino事件貫穿整個(gè)推行過程對流層低層的風(fēng)場變化是熱帶海氣相互作用的核心要素之一.信風(fēng)變化是ElNi?o發(fā)生發(fā)展的主要條件和表現(xiàn)之一.從赤道太平洋850hPa的緯向風(fēng)異常來看,強(qiáng)大的赤道西風(fēng)異常自西太平洋向中東太平洋的移動(dòng)和擴(kuò)展貫穿了強(qiáng)ElNi?o從發(fā)生至盛期整個(gè)過程;赤道東風(fēng)異常在0年10月,即ElNi?o接近成熟期,開始出現(xiàn)在海洋大陸和遠(yuǎn)西太平洋,此后以與前期西風(fēng)異常類似的方式一邊增強(qiáng),一邊東傳,在+1年年底控制赤道太平洋的絕大部分地區(qū)(圖4).從風(fēng)場的水平分布來看(圖略),該異常環(huán)流是位于南海—菲律賓海附近異常反氣旋(由于該反氣旋控制了WNP大部分區(qū)域,尤其是其中西部,以下稱之為WNP反氣旋)的一部分.5.2南方濤動(dòng)—海平面氣壓場南方濤動(dòng),即東南太平洋與澳大利亞一印度洋之間的SLP蹺蹺板變化,是ENSO事件中的大氣核心特征.南方濤動(dòng)在強(qiáng)ElNi?o中表現(xiàn)出了明顯的負(fù)位相特征,即東南太平洋低壓異常與澳大利亞高壓異常共同存在.此外,在強(qiáng)ElNi?o事件中(圖5),這種異常分布具有明顯的東移特征.高壓異常在0年5月,位于澳大利亞附近,此后持續(xù)東移,東移跨越暖位相發(fā)展和衰亡階段,甚至包括之后LaNi?a的發(fā)生和發(fā)展過程.由于南方濤動(dòng)是準(zhǔn)定常的,這種熱帶太平洋SLP模態(tài)不是純粹的南方濤動(dòng),其實(shí)質(zhì)是南方濤動(dòng)與White和Cayan定義的全球ENSO波(globalENSOwave)的混合.南北兩個(gè)半球的副熱帶信號(hào)與南方濤動(dòng)/全球ENSO波信號(hào)有著密切但又不同的關(guān)系.雖然南北半球副熱帶信號(hào)都是南方濤動(dòng)信號(hào)的一部分,但南方濤動(dòng)的正、負(fù)異常主體部分偏向于南半球.南半球副高正異常信號(hào)在+1年3月前后經(jīng)歷一次跳躍式發(fā)展,從日界線以西傳播至東南太平洋.北半球的高壓異常中心,只是在0年9月,即接近暖位相的盛期,才出現(xiàn)在WNP,這使得南方濤動(dòng)的正位相顯示出基本沿赤道對稱的馬蹄形特征,這與下墊面的SST異常分布一致(圖略).WNP高壓異常中心,與流場的WNP反氣旋對應(yīng),在強(qiáng)ElNi?o盛期顯著增強(qiáng),此后強(qiáng)度明顯減弱,但仍長時(shí)間維持,至ElNi?o次年7月后才緩慢消失.與南半球高壓異常相比,WNP表現(xiàn)出了緩慢而有限的東移,其活動(dòng)范圍局限在中西太平洋.6elnino衰減的物理動(dòng)力機(jī)制及選擇性我們在4～5節(jié)分析了強(qiáng)ElNi?o發(fā)展和衰減過程中相關(guān)海洋和大氣變量的環(huán)流變化,本節(jié)在此基礎(chǔ)上探討控制強(qiáng)ElNi?o衰減的物理動(dòng)力機(jī)制,以及動(dòng)力機(jī)制對ENSO強(qiáng)度的選擇性.6.1elnino向lanina轉(zhuǎn)換的主要特點(diǎn)綜合4～5節(jié)的分析,從海洋變量來看,負(fù)異常信號(hào)東傳決定了強(qiáng)ElNi?o向LaNi?a轉(zhuǎn)變的海洋物理過程,其主體特征是熱容量異常信號(hào)從WNP向赤道擴(kuò)展并東傳,它在溫躍層最明顯,主導(dǎo)了強(qiáng)ElNi?o向LaNi?a的轉(zhuǎn)換.從大氣變量來看,SLP異常和850hPa風(fēng)場異常是一致的.在強(qiáng)ElNi?o盛期以及衰減階段,WNP高壓異常對應(yīng)當(dāng)?shù)氐姆礆庑詺饬鳟惓?赤道西太平洋東風(fēng)異常為其中一部分,赤道東風(fēng)異常向中東太平洋的擴(kuò)展與WNP高壓異常的緩慢東移同步,成為強(qiáng)ElNi?o向LaNi?a轉(zhuǎn)變的主要大氣變化現(xiàn)象.以上說明,上層海洋熱容量和溫度以及大氣低層緯向風(fēng)變量的負(fù)信號(hào)沿赤道東傳是決定強(qiáng)ElNi?o衰減結(jié)果的主導(dǎo)物理過程.6.2東太平洋海水增暖事件現(xiàn)有的動(dòng)力理論認(rèn)為西太平洋的熱容量變化在ENSO位相轉(zhuǎn)變中起先兆作用,觀測和模擬結(jié)果強(qiáng)調(diào)其WNP部分的信號(hào).關(guān)于該地區(qū)熱容量變化的物理機(jī)制有兩種:自由Rossby波效應(yīng)和強(qiáng)迫Rossby波效應(yīng).前者認(rèn)為東太平洋海水增暖激發(fā)Gill型大氣響應(yīng),大氣響應(yīng)進(jìn)一步激發(fā)西傳的海洋Rossby波,其積累效應(yīng)導(dǎo)致冷水在太平洋西邊界大量積聚,從而WNP溫躍層變淺;后者認(rèn)為WNP對東太平洋海水增暖響應(yīng),其局地氣旋性風(fēng)場引起Ekman抽吸,使得當(dāng)?shù)販剀S層變淺.Guilyardi和Delecluse認(rèn)為,對1997～1998事件的衰減而言,強(qiáng)迫Rossby波起決定性的作用;而對不同ENSO事件,強(qiáng)迫和自由Rossby波的相對重要性可能是不同的.我們在第4節(jié)給出了強(qiáng)ElNi?o中熱容量的變化,這支持了強(qiáng)迫Rossby波的觀點(diǎn).從環(huán)流配置來看,WNP區(qū)域在強(qiáng)ElNi?o的盛期表現(xiàn)了清晰的海氣耦合結(jié)構(gòu),當(dāng)?shù)責(zé)崛萘繙p少表明溫躍層變淺,海溫偏低,WNP東部為氣旋性結(jié)構(gòu)下的向赤道流;西部為反氣旋結(jié)構(gòu),東風(fēng)異常分布在南側(cè)赤道區(qū)域,西側(cè)為偏南風(fēng).Wallace等文中的圖8描述了冷舌指數(shù)回歸的SLP異常場,其北半球部分也與這種分布一致.東部氣旋和西部反氣旋異常的產(chǎn)生原因是顯著不同的.WNP東部的氣旋性結(jié)構(gòu)是大氣對赤道中東太平洋海水增暖的Gill型大氣響應(yīng),這種環(huán)流結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了局地的信風(fēng)強(qiáng)度和蒸發(fā),并同時(shí)通過Ekman抽吸抬升WNP的溫躍層,這樣,當(dāng)?shù)豐ST降低,對流受抑制,進(jìn)而激發(fā)Gill型大氣響應(yīng)產(chǎn)生了WNP西部的反氣旋.劉琳和于衛(wèi)東對次表層海溫和大氣旋度的分析也支持了這一點(diǎn).Wang等把西部反氣旋異常命名為菲律賓海反氣旋,并給出了該高壓異常的產(chǎn)生機(jī)理(其文中圖16).6.3和東擴(kuò)持續(xù)激發(fā)下的下海溫異常表現(xiàn)在以上分析基礎(chǔ)上,我們可以認(rèn)為,強(qiáng)ElNi?o衰減的主要過程如下(圖6):赤道中東太平洋海水增暖通過Gill型響應(yīng)激發(fā)中太平洋異常氣旋對;后者通過Ekman效應(yīng)減小WNP的熱容量,抬升溫躍層,還可以通過增強(qiáng)赤道外信風(fēng)增強(qiáng)局地的蒸發(fā),從而使得當(dāng)?shù)睾１頊囟冉档?對流受抑制,進(jìn)而通過Gill響應(yīng)引起WNP異常反氣旋,后者通過局地海氣相互作用長時(shí)間維持和緩慢東移,造成其南側(cè)赤道東風(fēng)異常緩慢東擴(kuò),赤道東風(fēng)異常的維持和東擴(kuò)持續(xù)激發(fā)Kelvin波,攜帶自WNP傳入赤道的熱容量負(fù)異常東傳,最終導(dǎo)致赤道中太平洋出現(xiàn)LaNi?a.上述過程基本與Weisberg和Wang的西太平洋振子理論和Guilyardi和Delecluse的動(dòng)力框架相似,都強(qiáng)調(diào)西太平洋,尤其WNP在ENSO位相轉(zhuǎn)變的作用.但是,它們之間也有顯著不同.Guilyardi和Delecluse認(rèn)為西太平洋邊界流對熱容量的向赤道輸送非常重要,但圖3顯示負(fù)熱容量信號(hào)自WNP向赤道的傳輸不是發(fā)生在海洋大陸邊緣,其強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在西太平洋中部,這是強(qiáng)迫Rossby波效應(yīng)/Ekman效應(yīng)在負(fù)熱容量信號(hào)向赤道傳輸中的具體表現(xiàn).此外,對西太平洋振子理論來說,它沒有關(guān)注WNP反氣旋及其南側(cè)東風(fēng)異常沿赤道東移的現(xiàn)象.對1997～1998事件的觀測分析表明,在決定ElNi?o衰減的冷性Kelvin波東傳中,東風(fēng)異常的作用比西太平洋邊界反射更顯著,我們給出的強(qiáng)ElNi?o衰減框架也支持了這一結(jié)論.值得注意的是,溫躍層反饋機(jī)制主導(dǎo)的延遲振子模不是這種異常信號(hào)東傳的主導(dǎo)原因.這是因?yàn)?這種模態(tài)描述的是海表溫度異常的持續(xù)東移,如我們研究所示,在觀測中,次表層海溫異常東傳是強(qiáng)ElNi?o海洋信號(hào)的主體,同期海溫信號(hào)則表現(xiàn)為中太平洋異常的增強(qiáng)和擴(kuò)展,而緯向移動(dòng)特征則不明顯.因此,雖然WNP反氣旋主導(dǎo)的赤道東風(fēng)異常能夠?yàn)槠涮峁┥詈竦木曄蝻L(fēng)背景,但該東傳模態(tài)對強(qiáng)ElNi?o的衰減作用并不明顯.6.4elnino通過反氣旋難以保持其菌道的生長赤道東風(fēng)異常自西太平洋向中太平洋的持續(xù)性擴(kuò)展是強(qiáng)ElNi?o衰減進(jìn)入LaNi?a的關(guān)鍵因素,它意味著Walker環(huán)流的增強(qiáng),并能夠持續(xù)激發(fā)海洋Kelvin波東傳,進(jìn)而導(dǎo)致中東太平洋海溫降低.Wang等認(rèn)為WNP反氣旋受其東側(cè)冷性氣旋風(fēng)異常控制,并在正反饋?zhàn)饔孟戮徛龞|移,這樣能夠引導(dǎo)其南側(cè)的赤道東風(fēng)異常向東擴(kuò)展.WNP反氣旋是赤道中東太平洋海水增暖間接激發(fā)的大氣響應(yīng),因此,它雖然由局地正反饋機(jī)制維持,其存在和東移對強(qiáng)度很大的ElNi?o卻有很強(qiáng)的依賴性(Wang等),這能夠解釋為何它在強(qiáng)ElNi?o中表現(xiàn)明顯,而在強(qiáng)度偏弱的暖事件中則不夠明顯.因此,WNP反氣旋對強(qiáng)ElNi?o的依賴性是異