热带印度洋偶极子模式外文翻译资料

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文献翻译

题 目 热带印度洋偶极子模式

热带印度洋偶极子模式

N. H. Saji*, B. N. Goswamisup2;, P. N. Vinayachandran* amp; T. Yamagata*sup3;

对于热带太平洋和大西洋，内部模式变异导致的气候波动已经被认识的发布^[1,2]，但在印度洋地区的类似海-气相互作用引起的年际气候变率还尚未被发现^[3]。在这里，我们分析过去40年的观测资料，显示在印度洋偶极模式：内部变化与异常低的苏门答腊海表温度和高的西印度洋海表温度，伴随着风和降水异常。海表温度和风速之间的时空链接揭示强耦合沉淀场和海洋动力学。这海-气相互作用过程是在印度洋独特和所固有的，并显示出独立于厄尔尼诺/南方涛动的.这个偶极子模式在印度洋海表温度约占12%，在其活跃的岁月，也导致东非强降水和在印度尼西亚干旱以及受影响国家的长期降水预报异常。

1961年在热带非洲东部的降雨灾害和随后白尼罗河洪水目前已知^[4-6]是一个反常的气候标志在热带印度洋。偶极子结构的特征海表温度在本次活动期间异常：较暖的海温出现在盆地西部的大部分地区，而海表温度在苏门答腊较冷。热带东非和西印度洋降水增加，而在印度尼西亚群岛下降，从而导致严重的干旱。赤道表面风，在正常的夏季向东吹，削弱和反向。太平洋并未发生厄尔尼诺，而印度夏季风降雨量超过了过去的150年的最高值^[5]。通过检查SST的长期数据和表面风，我们发现几个事件的这些图形。这些意见促成了这项研究。不过，在这里我们使用GISST2.3b数据^[7]（1958-98），NCEP的地面风再分析^[8]（1958-98）和Xie-Arkin的降雨量分析^[9]（1979-98）提出我们的发现，因为这种现象的基本特征在我们研究的各种数据结论保持不变。

图1 1958年起偶极子模式和厄尔尼诺事件，蓝色偶极子模式指数（DMI）表现出的模式与厄尔尼诺明显不同，尼诺3区海表温度异常（为黑色）。赤道纬向风异常U_EQ（为红色）与DMI相关。所有三个时间序列以其各自标准偏差归一化。我们有7年或更长时间的变化所有数据在这一分析中使用谐波分析，我们已经使用一个月滑动平均所有的时间序列

统一极性覆盖流域尺度异常^[3]热带厄尔尼诺/南方涛动在印度洋海盆（ENSO）事件。使用我们看到经验正交函数（EOF）分析这种模式（EOF1）解释的总变异的30％左右反常的印度洋海表温度。接着，将偶极模式（EOF2）解释大约12％。特点偶极模式逆转在整个盆地海表温度异常的迹象。这逆转如此惊人，该偶极模式可以用一个简单的指数时间序列来鉴定，它描述了热带西印度洋（50°E-70°E，10°S-10°N）和热带东南印度洋（90°E-110° E，10°S-赤道）之间SST异常的指数。这个指数之间的强相关性（gt;0.7），被称为偶极模式索引（DMI），以及与EOF2有关的时间系列在表示SST中偶极模式的DMI的精度。

偶极模式事件是独立于太平洋的ENSO事件的。为了证明这一点，我们绘制具有代表性的SST异常代表赤道中部和东部赤道（Nino3区

）反对DMI的时间序列。图1.注意在1961年，1967年和1994年的重要的偶极模式的事件，没有重合ENSO，一个拉尼娜和弱厄尔尼诺事件，分别独立。有多年其中偶极模式的事件与强ENSO事件的重合，1972年、1997年，在这里我们注意到，DMI之间的相关性和Nino3区海温异常的时间序列较弱（lt;0.35）。

在偶极模式的事件，表面风场越过热带印度洋发生变化，特别是在其纬向（东到西）赤道上空的组成部分。纬向风最大值的变化发生在赤道中部和印度洋东部，在那里我们注意到DNI相关最大值gt;0.6。通过绘制在这个区域（70°E-90° E，5°S-5°N）的区域平均赤道纬向风距平（U_eq）如图1，我们证明，SST偶极子的强度模式和纬向风异常的赤道上空的力量彼此相关性很好。

季节性相位锁定是DMI的一个重要特征时间序列。因此重点异常出现异常六月左右，在接下来的几个月增强，峰值出现在十月。因此这个季节性相位系统采用复合分析偶极模式的事件演变。 我们分析了近六年来的极端事件1961年，1967年，1972年，1982年，1994年和1997年至今的典型的偶极模式事件的生命周期，如图 2.在五月-六月冷SST异常第一次出现龙目海峡，伴随着温和的从热带印度洋来的东南风。在随后的几个月里，冷异常加剧，迁移至印尼赤道沿岸，而热带西印度洋开始变暖。沿赤道的纬向风和近岸风距平异常切变在苏门答腊与SST偶极子一起加剧。一个快速的特征峰值重现发生在10月，随后的快速消亡。在图3所示的复合的时间序列，这个突变更清楚的阐明了DMI和U_eq。在时间序列中一个强烈特征是纬向之间的耦合风异常和偶极强度。每两年一次趋势，在这种情况下，与前面一个偶极子模式事件的趋势相反的事件的极性是显而易见的。需要注意的是两年期型U_eq趋势已经公知的^[10]。图3还指示温水堆积在苏门答腊海岸附近，西风异常在中东部赤道印度洋积累^[11,12]，信号的偶极模式的事件的发生在次年。

图2 一种复合偶极子模式事件。a-d复合SST和表面风异常6月-7月（a）到11月-12月（d）。通过t检验的统计意义异常分析的表层海水温度和风速超过90%用阴影和箭头分别表示。

图3 海温偶极子强度耦合U_EQ。图为一年前到一年后协同演变的偶极子强度（DMI，黑色）和赤道纬向风强度异常（UEQ,灰色）。小框内指示超过90%信度（t检验）

降雨流域范围内的数据自1979年以来分析降雨数据（或代理的数据集，如长波的辐射）显示，在偶极模式事件中在大洋热带辐合带（OTCZ）降雨量减少，并在热带西印度洋（图4）增加。这种格局降雨与收敛/发散动态一致与在复合地图风场相关联的变化。因此，这是通过降水场SST和风场之间耦合强烈的证据。基于对印度的气候系统和海洋的认识，从我们自己的研究和各种设备，我们提出了这些场有以下几种模式彼此连接。

图4 热带辐合带西北部在偶极子事件期间的降水变化。地图相关的DMI和降水来说明这些变化。白色曲线内的区域为超过90%信度对非零相关置信（t检验）

在正常年份东南信风交汇成南赤道槽^[13]与热带辐合带的高降雨量（0.10mm d^-1）。在偶极模式活动期间，苏门答腊海表温度开始冷却，对流减弱的热带辐合带和随之而来的表面压力变形（未示出）使得东南信风在下游延伸汇聚。这大型风场增强了信风在下游末端的融合和水分供应，从而加强了热带辐合带西北部的降水。这些异常延长信风也中断了苏门答腊海岸的正常供热。在一个正常的夏季风时期，沿赤道西风通过受到下沉赤道和沿岸限制的开尔文波影响使暖水沿海岸堆积^[11,12,14]。这个过程中，季风转换每年两次发生一次，被称为Yoshida-Wyrtki急流^[11]。这个过程通过蒸发冷却，沿岸上升流和海洋热对流所带来的强烈的近岸风从这海岸 吹过。在具有偶极模式事件的一年，异常信风沿赤道东风扩展，由防止赤道洋流的入侵^[15,16]，让冷却过程控制了印度尼西亚。由于浅跃层使这一冷却进一步加强与沿海风的夹带过程变得更有效^[17,18]。变浅跃层体现了观察海平面的降低^[16-20]。水文观测该地区也有利于表面风和SST之间通过海洋动力学模型的耦合^[21]。西部变暖的原因是受东部一半的影响。变速信风，通过在西部积聚，导致风速降低，蒸发减少^[18，20]，有利于海温的升高。夹带被抑制的降雨增加引发地表水通过降低盐度18。跃层异常加深原因的原因导致向东输送的减少^[11,22]从产生信风。温暖的SST增加了降水异常和异常东风，从而导致正反馈机制。跃层的拉锯隐含在偶极模式机构的上述讨论是在这两个海平面拉锯支持^[16-20]与年平均地下温度异常^[23]（未示出）。

在这里，我们描述了一连串的事件，一旦启动，将保持热带东南印度洋的海温降低，在热带西印度洋增暖和东南亚东部信风在整个夏季和秋季的偏强。在此阶段，海-气系统在印度洋接近太平洋和大西洋的配置^[24]，想必会有达到一个类似的状态，而不是秋季后的不稳定和快速消亡。我们初步了解其指示的是在气候系统的状态的变化，经季节性季风逆转，造成偶极模式事件的消亡。导致不稳定的因素是苏门达腊SST比正常海温的偏低。因为从西面的质量和热传输，实现通过赤道海洋动力学，对这一区域的热平衡起到了重要的作用，其波动影响了SST。然而，寒带入秋后，直到来年的春天，大风既沿赤道和沿海减弱通过海洋动力学对的海表温度起到重要的调节作用。因此，波动引起的赤道动力学质量和热传输发挥在SST波动较小的作用。另一方面，增加的日照（如太阳的季节运动的结果），并减少蒸发（由于风速的降低）主宰在这个季节SST在这一地区的变化。在这种情况下，它是可能的是高于正常日照，由于减少或无混浊的热带东南印度洋，作用于薄混合层上，通过消除冷海温异常返回到正常的系统。

作为偶极模式是强烈季风环流的建立，因此预计季风的变化会显著影响此模式。我们注意到，偶极模式有某些共同的特征，如作为两年一次的趋势^[25]与季风变性。热带辐合带强季风沿着赤道东风距平减少对流在的特色^[26]。然而，亚洲季风区与降水的DMI的相关性统计不会产生显著关系（图4）。因此，DMI的关系对印度季风变率仍不明显。很清楚，然而，该偶极模式对围绕印度洋的地区气候变化的具有重要意义。辐合带的移位，导致东非水灾和印尼干旱（图4）,表现纬向的减弱或逆转横跨印度洋（沃克）循环。除了导致整个盆地非常明显的局部气候多变，成带状的大气质量和非绝热加热的再分配可能会导致通过大气印度洋遥相关影响偶极模式事件，就证明了太平洋副热带高压的北移关闭造成1994年菲律宾和东亚夏季的异常炎热^[27,28]。一些大气环流模型试验^[29,30]展示了印度洋海温在非洲东部的降雨变异性的变化的重要作用.进一步的实验与大气和海洋模式，扩大范围，需要了解这一前所未有的全部影响气候变化的未开发的模式。偶极模式事件还应提供一个测试地面的耦合海洋-大气模型。

参考文献

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