冬季和春季印度洋海溫異常年際變率模態對中國東部夏季降水的可能影響過程

徐志清 范可

1 中國科學院大氣物理研究所竺可楨—南森國際研究中心，北京 100029

2 中國科學院研究生院，北京 100049

3 中國科學院東亞區域氣候環境重點實驗室，北京 100029

冬季和春季印度洋海溫異常年際變率模態對中國東部夏季降水的可能影響過程

徐志清1,2范可1,3

1 中國科學院大氣物理研究所竺可楨—南森國際研究中心，北京 100029

2 中國科學院研究生院，北京 100049

3 中國科學院東亞區域氣候環境重點實驗室，北京 100029

印度洋熱力狀況是影響全球氣候變化和亞洲季風變異的一個重要的因素，但以往研究更多關注熱帶印度洋海溫的變化，對南印度洋中高緯地區海溫變化關注不夠，由此限制了我們對印度洋的全面認識。本文研究了年際尺度上整個印度洋海溫異常主導模態的特征及其對我國東部地區夏季降水的可能影響過程，以期望為氣候變異研究及預測提供理論依據。研究結果表明：全印度洋海溫異常年際變率的主導模態特征是在南印度洋副熱帶地區海溫異常呈現西南—東北反向變化的偶極子模態，西極子位于馬達加斯加以東南洋面，東極子位于澳大利亞以西洋面；同時，熱帶印度洋海溫異常與東極子一致。當西極子為正的海溫異常，東極子、熱帶印度洋為負異常時定義為正的印度洋海溫異常年際變率模態；反之，則為負的印度洋海溫異常年際變率模態。從冬至春，印度洋海溫異常年際變率模態具有較好的季節持續性；與我國長江中游地區夏季降水顯著負相關，而與我國華南地區夏季降水顯著正相關。其可能的影響過程為：對于正的冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態事件，印度洋地區異常緯向風的經向大氣遙相關使得熱帶印度洋盛行西風異常，導致春、夏季海洋性大陸對流減弱，使夏季西太平洋副熱帶高壓強度偏弱、位置偏東偏北，造成華南地區夏季降水增多，長江中游地區降水減少；反之亦然。同時，印度洋海溫異常年際變率模態可通過改變印度洋和孟加拉灣向長江中游地區的水汽輸送而影響其夏季降水。

印度洋 海溫異常年際變率模態 中國東部夏季降水 經向大氣遙相關

1 引言

印度洋作為亞澳季風區下墊面的重要組成部分，其熱力狀況的改變通過海氣相互作用影響亞澳季風及全球氣候。自Saji et al.（1999）和Webster et al.（1999）提出熱帶印度洋偶極子（IOD）后，熱帶印度洋海氣相互作用對東亞氣候的影響受到廣泛關注，并取得了大量的研究成果（李崇銀和穆明權, 2001；肖子牛等，2002；巢紀平等，2003；巢紀平和袁紹宇，2003；譚言科等，2003；閆曉勇和張銘，2004；梁肇寧等，2006；溫之平等，2006;Zhou and Wang，2006；Huang and Shukla，2007a,2007b；周波濤和崔絢，2008；Xie et al.，2009；袁媛和李崇銀，2009；趙珊珊等，2009；Yang et al.，2010）。但對南印度洋中高緯地區海氣相互作用研究相對較少。同時，研究表明南極濤動作為南半球中高緯大氣環流主要的氣候變率模態（Gong and Wang, 1999），它的年際和年代際變化對我國北方沙塵生成頻次、東亞季風及降水和臺風生成頻次等都產生重要的影響（王會軍和薛峰，2003；薛峰等2003；Fan and Wang，2004；Wang and Fan，2005；范可，2006；Fan and Wang，2007），而南印度洋中高緯海氣相互作用又是聯系南半球中高緯環流與東亞氣候的一個關鍵的物理過程。

Behera and Yamagata（2001）發現南印度洋副熱帶地區海表溫度異常存在偶極子振蕩的現象，即副熱帶偶極子模態（SDP）。SDP主要表現為馬達加斯加以東南洋面與澳大利亞以西北洋面海表溫度異常的反向變化并通過改變南非地區上空水汽輸送對南非夏季（北半球冬季）降水產生重要的影響。SDP具有年際和年代際周期振蕩（Qian et al.，2002；賈小龍和李崇銀，2005；楊秋明，2006）。自提出SDP后，學者們對SDP的形成機制和氣候影響進行了一系列的研究。SDP形成的主要原因是由于馬斯克林高壓位置和強度變化改變SDP東、西極子地區的風速，進而引起海表潛熱通量的變化而形成 (Behera and Yamagata, 2001; Suzuki et al.,2004; Huang and Shukla, 2008; Terray, 2011);其它因素如：Ekman輸送、洋流、短波輻射等對SDP形成也起重要的作用（Huang and Shukla,2008；Terray，2011）。SDP 獨立于 El Ni?o-Southern Oscillation（ENSO）和IOD，是南印度洋副熱帶地區海氣耦合的結果（Behera and Yamagata，2001;楊秋明，2006；Huang and Shukla，2007b）。但SDP又與 ENSO存在一定的聯系（晏紅明等，2009;Terray，2011）。不同季節的SDP對我國氣候的影響是不同：賈小龍和李崇銀（2005）揭示前一年夏季和秋季的南印度洋偶極子對次年我國夏季降水有影響。楊秋明（2006）發現前冬SDP對我國北方春季降水的影響。楊明珠和丁一匯（2007）研究了春季SDP分別對5月，6～8月我國不同區域降水的影響，并揭示了春季SDP正、負位相下海洋性大陸的海表溫度變化（SST）變化和水汽輸送的特征。

以上的研究都是將SDP和IOD作為獨立的事件，然而SDP和IOD兩者在年際變化上具有相互聯系（劉琳和于衛東，2006）。而SDP與海洋性大陸和熱帶西太平洋熱力變化如何聯系？排除ENSO信號后，印度洋海溫年際變率模態對我國夏季降水的影響是否存在？這些問題并不清楚。因此，本文把印度洋海溫異常作為一個整體，研究其主要的年際變率模態特征以及它對我國氣候的可能影響過程。并通過濾波提取大氣及印度洋海溫的年際信號，同時去掉ENSO異常年份的影響，期望為認識印度洋海氣相互作用過程、氣候變異及預測提供理論依據。

2 資料和方法

本文使用的資料：（1）美國國家環境預報中心和國家大氣研究中心（NCEP/NCAR）發布的月平均再分析資料，水平分辨率為 2.5°×2.5°；（2）美國國家海洋大氣局（NOAA）氣候診斷中心提供的SST擴展重建資料（NOAA Extended Reconstructed Sea Surface Temperature V3b），水平分辨率為2°×2°；（3）中國氣象局國家氣候中心整編的 160站點逐月降水資料，時間范圍均為1951年12月至2009年 11月。本文中各季均相對于北半球而言,冬季指前一年12月至當年2月，而春季和夏季則分別為當年3月至5月和6月至8月。

主要使用的方法有：濾波、經驗正交函數（EOF）展開、相關及合成分析等。對大氣、海溫資料采用Butterworth濾波器進行7年高通濾波。春季Ni?o3.4區域的原始海溫距平大于等于0.5℃ (小于-0.5℃) 的赤道東太平洋海溫異常定義為春季El Ni?o（La Ni?a）事件。在合成分析時去掉了春季ENSO事件的影響。

3 冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態的時空分布特征

我們對冬、春季整個印度洋海表溫度異常（SSTA）進行EOF展開可以發現（圖1a、b），冬季第一空間模態表現為（50°S～40°S, 80°E）以西是正的 SSTA，其它中高緯和熱帶印度洋地區為負的SSTA，異常中心分別在馬達加斯加以東南洋面（正異常）與澳大利亞以西洋面（負異常），兩者呈現反向變化類似于SDP，但副熱帶異常中心的位置與SDP有差異。春季印度洋海溫模態的特征與冬季相似，只是馬達加斯加以東南洋面的正SSTA顯著向東擴展，澳大利亞以西洋面負SSTA減弱，正、負SSTA梯度較冬季顯著減弱。為方便討論，本文將冬、春季海印度洋溫異常的第一空間模態定義為印度洋海溫異常年際變率模態。冬、春季第一空間模態的方差貢獻率分別為29.52%和25.77%，說明印度洋海溫異常年際變率模態在冬季更為顯著。冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態時間系數的相關系數為 0.835，超過了 99%的置信水平，說明整個印度洋海溫異常年際變率模態在冬、春季節具有很好季節持續性。

4 冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態與我國東部地區夏季降水的關系

本文將馬達加斯加以東南洋面SSTA（西極子）為正，澳大利亞以西洋面SSTA（東極子）、熱帶印度洋SSTA為負，定義為正的印度洋海溫異常年際變率模態；反之，則為負的印度洋海溫異常年際變率模態。將第一空間模態標準化的時間系數定義為印度洋海溫異常年際變率模態指數。并將該指數大于等于0.5（小于-0.5）的印度洋海溫異常為正（負）的印度洋海溫異常年際變率模態事件。冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態與我國東部地區夏季降水有何關系？若將冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態指數（印度洋SSTA第一空間模態標準化的時間系數）分別與我國東部地區夏季降水異常的求相關（圖2）。由圖2可知，冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態對我國東部地區夏季降水的影響基本一致，它們分別與我國長江中游地區夏季降水負相關，而與我國華南夏季降水正相關,說明對于正（負）的冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態，夏季華南降水增多（減少），長江中游降水減少（增多）。由此，冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態對我國東部地區夏季降水有預測意義，預測信號可以提前到冬季。

我國東部地區夏季降水異常與東亞地區夏季大氣環流異常有密切聯系，而這種環流異常是否源于冬、春季印度洋海溫年際變率模態的影響？影響的機制是什么？由于冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態及其對我國東部地區夏季降水的影響都具有很好的季節持續性，因而本文主要集中于探討在去除同期ENSO事件的影響下，春季印度洋海溫異常年際變率模態對東亞地區夏季大氣環流的影響及其可能的機制。如圖 1c所示，在去除同期ENSO事件的影響下，1952年至2009年中，發生正的春季印度洋海溫異常年際變率模態事件的年份為1960、1961、1965、1982、1986、1997、2006，發生負的春季印度洋海溫異常年際變率模態事件的年份為 1970、1973、1977、1988、1991、2002、2005。因而，本文根據上述正、負春季印度洋海溫異常年際變率模態事件年份對各要素場進行合成分析。

圖1 冬、春季印度洋（60°S～30°N, 40°E～120°E）海表溫度異常 EOF 展開的第一空間模態：（a）冬季（DJF）；（b）春季（MAM）；（c）春季第一空間模態標準化的時間系數（星號表示用于合成分析的年份）Fig.1 Spatial distribution of the first component of Empirical Orthogonal Function analysis (EOF1) of Indian Ocean (60°S-30°N, 40°E-120°E) sea surface temperature anomalies (SSTA) for (a) DJF (Dec-Jan-Feb) and (b) MAM (Mar-Apr-May); (c) the standardized time series of EOF1 for MAM, the asterisks stand for the years used for composite

圖2 冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態指數與中國東部地區夏季（JJA）降水的相關系數：（a）冬季；（b）春季。淺、深陰影：通過置信水平為90%、95%顯著性t檢驗的區域(下同)Fig.2 Correlation maps of the Indian Ocean SSTA interannual variability mode index during (a) DJF and (b) MAM with rainfall over eastern China in JJA(Jun-Jul-Aug). The shading denotes regions at 90% (light color) and 95% (dark color) confidence levels by Student t-test (the same below)

5 印度洋海溫異常年際變率模態相關的大氣環流和水汽輸送

為進一步研究冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態對我國東部地區夏季降水的可能影響機制，我們首先分析了印度洋海溫異常年際變率模態相關的大氣環流。圖 3a是春季印度洋海溫異常年際變率模態指數與夏季海平面氣壓的相關場。春季印度洋海溫異常年際變率模態與副熱帶印度洋和熱帶印度洋海平面氣壓是顯著的正相關，與西太平洋區域和南太平洋副熱帶區域海平面氣壓是顯著的負相關，表明對于正的春季印度洋海溫異常年際變率模態，夏季南半球的副熱帶高壓包括馬斯克林高壓和澳大利亞高壓加強，印度低壓減弱，南太平洋副熱帶高壓和西太平洋副熱帶高壓減弱；對于負的春季印度洋海溫異常年際變率模態，則反之。Fan（2007）發現南極濤動在6～9月具有緯向的不對稱性，并指出它與南方濤動的變化有關。我們注意到印度洋海溫異常年際變率模態與南極濤動緯向不對性相關，正的春季印度洋海溫異常年際變率模態對應于東半球南極濤動加強和西半球南極濤動減弱。同時，夏季200 hPa風場相關場中（圖3b），南印度洋中高緯（70°S～50°S）盛行西風異常，中緯度地區（50°S～30°S）盛行東風異常，熱帶印度洋盛行西風異常。南太平洋中緯度地區（60°S～40°S）盛行東風異常，副熱帶地區（35°S～25°S）則為西風異常，北太平洋副熱帶 30°N附近盛行西風異常，熱帶盛行東風異常，由此說明印度洋海溫異常年際變率模態與南極濤動及亞洲夏季季風系統（馬斯克林高壓、澳大利亞高壓、西太平洋副熱帶高壓等）關系密切，進而影響我國東部地區夏季降水。

圖3 春季印度洋海溫異常年際變率模態指數與夏季（a）SLP和（b）200 hPa緯向風相關場Fig.3 Correlation maps of the Indian Ocean SSTA interannual variability mode index during MAM with (a) Sea Level Pressure (SLP) and (b) 200-hPa zonal wind in JJA, respectively

西太平洋副熱帶高壓變化是影響我國東部地區夏季降水異常分布的一個重要系統。黃榮輝和孫鳳英（1994）研究指出熱帶西太平洋暖池增暖，從菲律賓周圍經南海到中印半島的對流活動增強，西太平洋副熱帶高壓的位置偏北，我國江淮流域夏季降水偏少；相反，若熱帶西太平洋暖池變冷，菲律賓周圍的對流活動減弱，副熱帶高壓偏南，江淮流域降水偏多，黃河流域降水偏少。Chang et al. (2000)研究指出西太平洋副熱帶高壓加強造成長江流域夏季降水偏多主要通過通過3種途徑：（1）西太平洋副熱帶高壓阻礙了梅雨鋒的南移，使梅雨鋒在長江流域停留的時間偏長；（2）使西太平洋副熱帶高壓西北側的氣壓梯度加大，使梅雨鋒偏強；（3）使南海地區海洋下沉運動加強，進而使南海地區SST偏暖，使長江流域獲得的水汽偏多。圖4為正、負春季印度洋海溫異常年際變率模態事件夏季西太平洋副熱帶高壓變化。對于正的春季印度洋海溫異常年際變率模態事件，西太平洋副熱帶高壓強度偏弱，位置偏東偏北。對于負的印度洋海溫異常年際變率模態事件，西太平洋副熱帶高壓強度偏強，位置偏西偏南。夏季西太平洋副熱帶高壓的變化是華南和長江中游地區降水變化的原因。

水汽輸送是影響我國東部地區夏季降水的另一個重要條件。夏季南大洋水汽主要通過兩個路徑到達我國東部地區，一個是通過索馬里低空越赤道氣流，途經阿拉伯海、孟加拉灣及中南半島到達我國東部地區，另一路徑則是通過105°E附近的越赤道氣流，經南海到達我國東部地區（圖略）。當發生正的春季印度洋海溫異常年際變率模態事件時，夏季南印度洋和孟加拉灣北部地區出現水汽輻合（圖略），由此造成印度洋和孟加拉灣向長江中游地區水汽輸送減少，而華南和南海地區處于水汽輻合帶，有利于華南降水增加。反之，亦然。

圖4 正（實線）、負（虛線）春季印度洋海溫異常年際變率模態事件夏季500hPa西太平洋副熱帶高壓的位置（單位：gpm）Fig.4 The composite 500-hPa western Pacific subtropical high in JJA for positive (solid line) and negative (dashed line) Indian Ocean SSTA interannual variability mode events during MAM (units: gpm)

6 可能的影響機制

圖5 春季印度洋海溫異常年際變率模態事件對應的夏季（a）850 hPa和（b）200 hPa風場差異場（正-負）。矩形框：異常風場的輻合區Fig.5The difference fields of the wind vectors at (a) 850 hPa and (b) 200 hPa in JJA for the Indian Ocean SSTA interannual variability mode events during MAM (positive-negative). The rectangle stands for the convergence region of anomalous wind vectors

冬、春季南印度洋海氣相互作用過程是如何持續影響到夏季西太平洋副熱帶高壓和水汽輸送的變化？對于正的春季印度洋海溫異常年際變率模態事件，夏季850 hPa等壓面上（圖5a），南印度洋中高緯地區為反氣旋環流異常，反氣旋環流異常中心位于（40°S, 100°E）附近。熱帶西太平洋地區則存在一個異常氣旋對，南側氣旋性環流異常位于澳大利亞的西北側，異常中心位于（10°S, 120°E）附近，北側氣旋性環流異常位于南海至菲律賓以東洋面。熱帶西太平洋兩側異常氣旋對加強了赤道西風，使澳大利亞北側赤道至菲律賓以東洋面出現西風異常。而Xue et al.（2004）研究揭示，隨著澳大利亞高壓及其越赤道氣流加強，熱帶西太平兩側異常氣旋對加強赤道西風，通過影響南海至菲律賓以東洋面對流活動而影響西太平洋副熱帶高壓的強度和位置。春季（圖略）環流異常與夏季基本一致，但強度偏弱，異常中心也存在一定差異。在這種環流形勢下，導致了南印度洋高緯出現西風帶異常和中緯度東風帶異常。南印度洋中緯度東風異常表示中緯度西風減弱，由此將減弱高緯的冷海水向赤道的Ekman輸送，導致南印度洋中高緯海溫增暖。與此同時，由于春、夏季南印度洋中高緯和澳大利亞西北側的氣壓梯度加大，造成澳大利亞西岸的東南風加強，根據風驅動的海洋動力過程，分別在東南風的東北側（西南側），由于蒸發加強（減弱），使得澳大利亞北側（西南印度洋中高緯）海溫變冷（暖）。研究表明澳大利亞附近和西南印度洋海溫的異常與海洋性大陸和南海至菲律賓以東洋面對流活動關系密切，它們可以激發南北半球的遙相關，影響西太平洋副熱帶高壓進而影響東亞氣候（Sun et al.，2009；Liu et al.，2010；周波濤，2011）。

對流層高層200 hPa合成風場特征在春、夏季同樣具有很好季節持續性（圖5b）。其主要特征是:對于正的春季印度洋海溫異常年際變率模態事件,南印度洋高緯盛行西風異常，中緯度則為東風異常，熱帶印度洋盛行西風異常，同時熱帶西太平洋盛行東風異常，印度洋西風異常和西太平洋東風異常在在海洋性大陸附近輻合（圖 5b、6c、6d），導致低層輻散（圖6a、b），由此抑制低層對流活動。而已有研究表明海洋大陸對流變化是聯系兩半球氣候主要關鍵系統（Sun et al.，2009；周波濤,2011）。

圖6 春季印度洋海溫異常年際變率模態事件對應的（a、b）925 hPa和（c、d）200 hPa水平散度差異場（正-負）（單位：10-7s-1)：（a、c）春季；（b、d）夏季Fig.6 The difference fields of the horizontal divergence at (a, b) 925 hPa and (c, d) 200 hPa in (a, c) MAM and (b, d) JJA for the Indian Ocean SSTA interannual variability mode events during MAM (positive-negative) (units: 10-7s-1)

然而，冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態通過何種途徑使熱帶印度洋出現西風異常？我們發現對于正的春季印度洋海溫異常年際變率模態事件，印度洋地區對流層高層平均經圈（40°E～120°E）異常緯向風的分布（圖7）表現為正、負、正的正壓性經向大氣遙相關分布，且這個遙相關在春、夏季持續存在。由此猜想，春季印度洋海溫年際變率模態通過印度洋區域正壓性經向遙相關，使熱帶印度洋出現西風異常，與熱帶西太平洋高層東風異常輻合（圖 5b、6c、6d），導致低層海洋性大陸對流活動減弱（圖6a、b），進而使夏季我國長江以南及其以東洋面 500 hPa出現負位勢高度異常,而日本以東南洋面則為正位勢高度異常（圖8），即西太平洋副熱帶高壓偏東偏北。這表明對于正的春季印度洋海溫異常年際變率模態，夏季海洋性大陸地區高空輻合、低空輻散，使該地區對流活動偏弱，造成西太平洋副熱帶高壓位置偏東偏北。

圖7 春季印度洋海溫異常年際變率模態事件對應的（a）春、（b）夏季印度洋地區平均經圈（40°E～120°E）緯向風的經向垂直剖面差異場（正－負）（單位：m/s）Fig.7 The latitude-pressure cross sections of zonal averaged (40°E-120°E)zonal wind difference fields in the Indian Ocean in (a) MAM and (b) JJA for the Indian Ocean SSTA interannual variability mode events during MAM (positive－negative) (units: m/s)

圖8 夏季海洋性大陸地區區域平均（5°S～5°N, 120°E～135°E）的 925 hPa水平散度與同期500hPa位勢高度的相關場Fig.8 Correlation map of the maritime continent area averaged(5°S-5°N, 120°E-135°E) horizontal divergence at 925 hPa level in JJA with simultaneous 500-hPa geopotential height field

綜上所述，春季印度洋海溫異常年際變率模態影響夏季西太平洋副熱帶高壓的一個可能機制為:春季印度洋海溫異常年際變率模態通過印度洋區域異常緯向風的正壓經向遙相關，使得春、夏季高層熱帶西風加強，進而影響春、夏季海洋性大陸對流活動，而春夏季海洋性對流活動異常又與西太平洋副熱帶高壓位置和強度的變化相聯系，進而影響我國東部地區夏季降水。此外，正（負）的春季印度洋海溫異常年際變率模態事件造成印度洋和孟加拉灣水汽出現異常輻合（輻散）而減弱（加強）向我國長江中游的水汽輸送，造成長江中游夏季降水減少（增多）。

7 結論

本文研究了年際尺度上冬、春季印度洋海溫異常變率主導模態的特征及其對我國東部地區夏季降水的可能影響過程，研究表明冬、春季整個印度洋海溫異常年際變化的主導模態為南印度洋副熱帶地區西南—東北向偶極子模態、熱帶地區則與東極子一致。冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態具有很好的季節持續性，通過海氣相互作用影響夏季東亞地區的大氣環流及水汽輸送，對我國東部地區夏季降水產生影響, 與華南地區夏季降水正相關,而與我國長江中游地區夏季降水負相關。因此，冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態對我國東部地區夏季降水形勢預測有意義。

海洋性大陸是聯系兩半球氣候異常的一個重要途徑，冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態通過印度洋區域異常緯向風的正壓性經向遙相關，使熱帶印度洋出現西風異常，并與熱帶西太平洋高層東風異常輻合導致海洋性大陸對流變化；進而影響西太平洋副熱帶高壓和東亞夏季降水。事實上，海洋性大陸地區對流活動的變化不僅受印度洋海溫異常年際變率模態的影響，也受到太平洋海溫及Walker環流變動的影響。

此外，冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態可改變印度洋及孟加拉灣北部地區水汽輸送，進而影響長江中游地區夏季降水。然而，冬、春季印度洋海溫異常年際變率模態影響東亞夏季降水的物理過程極其復雜，本文從觀測資料揭示可能的聯系過程，未來將通過數值試驗進一步研究南印度洋中高緯地區海氣相互作用。

致謝感謝審稿專家及編輯提出的寶貴意見！

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Possible Process for Influences of Winter and Spring Indian Ocean SST Anomalies Interannual Variability Mode on Summer Rainfall over Eastern China

XU Zhiqing1,2and FAN Ke1,3
1Nansen-Zhu International Research Center, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing100029
2Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049
3Key Laboratory of Regional Climate-Environment for East Asia, Chinese Academy of Sciences Beijing100029

The thermal conditions of the Indian Ocean is an important factor that can affect the global climate and Asian monsoon variability. Previous studies have paid much more attention to sea surface temperature (SST) variability in the tropical Indian Ocean than the middle- and high-latitude South Indian Ocean, which limits the overall understanding about the Indian Ocean. This study presents the leading mode of the Indian Ocean sea surface temperature anomalies(SSTA) on interannual time scale and the possible process for its influences on summer rainfall over eastern China, expecting to provide a theoretic basis for climate variations research and prediction. The results indicate that the leading mode of the Indian Ocean SSTA on interannual time scale is characterized by southwest-northeast oriented dipole oscillation in the subtropical South Indian Ocean. The western pole is located in the southeast of Madagascar and the eastern pole lies in the west of Australia, varying consistently with the tropical Indian Ocean SSTA. Here, the positive (negative)Indian Ocean SSTA interannual variability mode is defined as positive (negative) SSTA in the western pole and negative(positive) SSTA in the eastern pole and the tropical Indian Ocean. The interannual variability mode, which can persist during winter and spring, is significantly negatively correlated with summer rainfall over the middle reach of the Yangtze River (MYR), but significantly positively correlated with rainfall over South China (SC). The possible mechanism can be described as follows: for positive Indian Ocean SSTA interannual variability mode events during winter and spring, the meridional atmospheric teleconnection of zonal wind anomalies in the Indian Ocean leads to westerly anomalies in the tropical Indian Ocean which depress the convective activities over the Maritime Continent in spring and summer. The depressed convective activities make the western Pacific subtropical high weaken and shift northward and eastward,conducing to increased rainfall over SC and reduced rainfall over MYR, and vice versa. Moreover, the Indian Ocean SSTA interannual variability mode can also influence summer rainfall over MYR by changing its water vapor transport stemming from the Indian Ocean and the Bay of Bengal.

Indian Ocean, SSTA interannual variability mode, summer rainfall over eastern China, meridional atmospheric teleconnection

1006-9895(2012)05-0879-10

P461

A

10.3878/j.issn.1006-9895.2012.11176

2011-09-27，2012-04-01收修定稿

全球變化研究國家重大科學研究計劃2010CB950304，公益性行業（氣象）科研專項GYHY200906018，中國科學院知識創新工程重要方向項目KZCX2-YW-BR-14，國家自然科學基金資助項目41175071

徐志清，男，1987年出生，碩士，從事氣候動力學研究。E-mail: xuzq@mail.iap.ac.cn

范可，E-mail: fanke@mail.iap.ac.cn