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北太平洋一个新的多年代际海温模态 打印


【内容介绍】

年代际尺度的气候振荡在气候系统中具有重要的影响,它不仅可以直接影响到气候系统的年代际变化,而且作为背景场对气候系统诸多的年际等短时间尺度的变化有着显著的调制作用。由于其重要性,近年来国际科学界越来越强调年代际尺度的气候变化研究和预测。

现有年代际尺度的研究主要集中在两个方面:北太平洋年代际振荡(PDO)和大西洋多年代际振荡(AMO),而且前人在研究中也将多个地区气候的年代际转变归因于PDO和AMO这两个模态位相的转变,但是由于全球气候系统极为复杂,全球不同区域气候的年代际变化不尽相同,因此,仍然存在很多无法解释的年代际气候变化现象。

因此亟需进一步的研究,本文通过对现有的五套海温再分析资料过去140年的数据进行分析,发现每套资料在北太平洋区域都存在一个不同于PDO的多年代际海温振荡模态(定义为Pacific Multi-decadal Oscillation,简称PMO),其主要周期约60年。过去140年间发生了5此显著的年代际改变,分别发生在1898、1923、1948、1978、2003年前后(图1)。

这样一个新的多年代际模态能够很好的解释亚太区域气候变化中PDO不能解释的年代际转变现象。前人在研究中将北太平洋指数(NPI)、北美华盛顿河流量以及太平洋各种鱼产量等的年代际转变归结于PDO位相的变化(Mantua et al.,1997;Klyashtorin, 1998;Chavez, 2003),但对于1950年以前的年代际转变PDO很难给出很好的解释。现有研究发现PMO的位相转变能很好的解释这些指数的变化,PMO不仅能解释PDO所解释的年代际转变,对于PDO不能解释的部分PMO也能很好的给出解释。除此之外,PMO和全球温度关系显著,利用PMO的年代际变化加上全球二氧化碳曲线能很好的解释过去一百多年全球温度的变化,包括2000年之后的全球变暖停滞现象。值得指出,通过超前滞后相关我们发现PMO超前于全球温度发生转变(图2)。这对于全球气候变化的年代际尺度预测是有着非常重要的意义的。

PMO还对年际尺度的气候变化有很好的调制作用,在PMO的正负不同位相,北极涛动(AO)对北半球的影响表现出显著的不同,出现纬向对称和纬向不对称两种分布型态。而中太平洋型ENSO事件发生的频次也存在显著的不同(图3)。
 

【引用格式】

Chen Dong, Wang Huijun, Yang Song, Gao Ya, 2016: A multidecadal oscillation in the northeastern Pacific, Atmospheric and Oceanic Science Letters, 9, 315-326.
 

【全文链接】

http://dx.doi.org/10.1080/16742834.2016.1194716

 
【关键图表】


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图1 给出的是PMO指数(a)和PDO指数(b)的时间序列;红色和蓝色虚线给出的是PMO年代际转变点的大概时间点(1898、1923、1948、1978、2003)。



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图2 (a)是PMO指数和全球平均温度指数的时间序列,黑色为PMO指数,绿色为海表面和地表联合温度,红色虚线为地表气温,蓝色虚线为海表面气温。



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图3 PMO不同位相时冬季热带太平洋海表面温度EOF第二模态;(a)1871-1897;(b)1923-1948;(c)1979-2003;(d)1898-1922;(e)1949-1978;其中a-c对应三个PMO正位相,(d)和(e)对应两个PMO负位相。




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