熱帶東太平洋海溫與亞洲夏季風的關系

塔城地區額敏縣氣象局 熱米拉·阿力木，賀森

熱帶海洋海溫異常往往是引起氣候現象的關鍵性原因[1]。觀測研究表明[2]，幾個關鍵海區在研究海洋熱狀況改變對氣候和大氣環流影響的過程中起到十分重要的作用，其一是熱帶東太平洋海區。熱帶東太平洋是ElNi?o發生的關鍵海區，其海溫的改變和異常都足以引起ElNi?o的發生以及強度的改變。ElNi?o事件的發生會引起亞洲地區氣候變化的異常，影響東亞夏季風以及降水的強度。其二是熱帶西太平洋“暖池”區，是海溫最高的熱帶海洋區。

熱帶東太平洋海溫的持續異常升高或持續異常降低會導致ElNi?o或LaNi?a。在20世紀60年代Bjercness[2]就對熱帶東太平洋海氣相互作用問題進行了研究，發現赤道太平洋海溫異常會明顯影響中高緯度地區甚至會影響全球的大氣環流和天氣氣候使其發生對應的異常變化。然而季風是大氣環流的一個特別重要的特征。根據研究[3]，全球有幾個明顯的季風氣候區域。即澳大利亞北部、西北太平洋以及北冰洋沿岸若干地區。而亞洲地區是世界上最著名的季風區，其季風特征主要表現為存在兩支主要的季風環流，即冬季盛行東北季風和夏季盛行西南季風，并且它們的轉換具有爆發性的突變過程，中間的過渡期很短。[4]由于海洋與大氣的耦合作用，季風與海溫的異常變化有非常緊密的關系。肖子牛[5]等用大氣環流模式研究了ElNi?o期間熱帶海洋海溫異常對亞洲氣候的影響,研究表明,在ElNi?o發生期間,異常的印度洋海溫結構會加大東太平洋海溫異常對東亞季風區的影響,對我國的降水也有明顯的影響。[6-8]海溫異常的變化與降水的關系已有不少的文獻做過介紹，謝烔光等利用太平洋海溫型的變化來預測廣東前汛期的降水變化趨勢，這些研究顯示，海溫與降水之間的關系十分密切。[9-13]我國的季風降水確實與赤道太平洋海溫變化有一定的聯系。

一、所用資料和方法

本文采用的海溫資料是由美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）提供的月平均海溫數據，水平空間分辨率1°×1°，覆蓋時段選取1951—2012年，還有Ni?o3區海溫距平指數以及李建平教授提供的夏季風指數。文章中我用[12-13]5N-10S,90W-150W區域的平均海溫來代替熱帶東太平洋海溫。

利用EOF分析等對海溫時空變化特征進行分析，從而研究熱帶東太平洋海溫與亞洲夏季風的關系。

二、海溫距平場EOF分解

（一）全球冬季海溫距平場EOF分解

圖1所示：以零等值線為目標，零值線的東邊出現負值變異區，變異中心處在熱帶東太平洋3°N-5°S，160°-100°W區域上，零直線的西邊為正值變異區，變異的中心處在太平洋西北部30°N-40°N，180°W-160°W區域上。太平洋西部和東部的海溫距平分布情況表明，海溫距平場第一模態東西海溫距平具有反位相的變化趨勢。由時間系數變化特征可以知道，海溫各個年份的升高和降低情況都不一樣。有些年份溫度升高而有些年份溫度降低，而升高和降低這種交替特別明顯。由圖1看出1982年、1997年系數為負數，對應熱帶東太平洋海溫正異常，這一年剛好有明顯的ElNi?o發生。在1973年系數為負數，對應熱帶東太平洋海溫負異常，這一年剛好有明顯的LaNi?a發生。

圖1 第一模態冬季海溫空間分布場（a）和時間系數變化特征（b）

（二）全球春季海溫距平場EOF分解

圖2所示：除了北太平洋以外，東西太平洋均出現海溫負距平，而負值變異中心處在赤道太平洋5°N-5°S，150°W-120°W區域上。時間系數特征顯示隨著時間海溫仍然無規則地出現升高或降低情況。由圖2可得1997年系數為負數，對應熱帶東太平洋海溫正異常，這一年剛好有明顯的ElNi?o發生。在1973年系數為正數，對應熱帶東太平洋海溫負正常，一年有明顯的LaNi?a發生。

圖2 第一模態春季海溫空間分布場（a）和時間系數變化特征（b）

（三）全球夏季海溫距平場EOF分解

圖3所示：熱帶東太平洋為負值變異區，變異中心位于3°S-5°S，90W區域上。

時間系數特征顯示，1997年系數為負數，對應熱帶東太平洋海溫正異常，這一年剛好有明顯的明顯的ElNi?o發生。在1973年、1964年系數為正數，對應熱帶東太平洋海溫負異常，這兩年剛好有明顯的LaNi?a發生。

圖3 第一模態夏季海溫空間分布場（a）和時間系數變化特征（b）

（四）全球秋季海溫距平場EOF分解

圖4所示：秋季熱帶東太平洋為負值變異區，變異中心位于5°S-5°N，180W-70W區域上。其他海區主要表現為正值變異。時間系數特征顯示，在1982年、1987、1997年系數為負數，對應熱帶東太平洋海溫正異常，這些年剛好有明顯的ElNi?o發生。在1954年、1974、1978年系數為正數，對應熱帶東太平洋海溫負異常，而這些年剛好有明顯的有LaNi?a發生。

三、結論

無論在哪個季節，海溫距平正負值異常中心頻繁出現在熱帶東太平洋區域上。從第一模態空間分布場得知西太平洋和熱帶東太平洋在海溫距平上存在著緯向上的反位相的變化趨勢，正值異常變異中心位于西太平洋區域上，則負值異常變異中心就位于熱帶東太平洋區域上。從而熱帶東太平洋區域會出現海溫異常升高或異常降低的情況，并造成ElNi?o或LaNi?a的發生，從而進一步影響了亞洲夏季風。熱帶東太平洋海溫的異常升高導致亞洲夏季風強度的減弱，反之增強。亞洲夏季降雨帶的位置隨著夏季風強度的變化發生相應的位置偏南或偏北的變化。我國受亞洲季風的影響較大，夏季季風降雨帶偏北或偏南直接導致我國南方或北方暴雨成災或干旱少雨的情況。