为什么一些厄尔尼诺对赤道北大西洋海温没影响外文翻译资料

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为什么一些厄尔尼诺对赤道北大西洋海温没影响

北方冬季厄尔尼诺盛期之后，热带北大西洋在北方的春天和初夏(4月- 6月)变暖是一个众所周知的现象，它是由于从太平洋形成的所谓的大气桥。然而,厄尔尼诺现象的存在在北方的冬天并不保证在接下来的4 - 6月(AMJ)有一个暖的赤道北大西洋海温:发生在1950 - 2005年的十六个观测的厄尔尼诺事件中,TNA保持中立的有六个。仔细检查16个厄尔尼诺事件得出一个假设,如果厄尔尼诺现象4月前结束,TNA保持中立。在这里,我们通过执行整体模型的多组实验，利用NCAR大气环流模式耦合的一块海洋混合层模式来验证这个假说。分析模型的实验表明,1月- 3月(JFM)是厄尔尼诺使TNA变暖的关键月。因此,如果厄尔尼诺现象不持续到JFM之后,大气桥连接的热带太平洋TNA迫使TNA不够持久,因此,TNA保持中立。最后,我们的模型实验表明即使厄尔尼诺持续到JFM之外,TNA变暖也会被大西洋内部变化大大减少,反之亦然。

1. 介绍

早期的研究表明的很大一部分年际热带北大西洋海温变化(TNA)在北方春天和初夏(4月- 6月)可以解释为一个对ENSO的远程影响的强迫响应[例如,恩菲尔德梅耶,1997]。北方冬天厄尔尼诺现象的存在，并不能保证一个温暖的TNA在接下来的春天和初夏。所示表1中是16个发生在1950 - 2005之间的厄尔尼诺事件。我们基于一种改进的扩展海温(ERSST2)数据重建，利用nino3.4指数，即三个月滑动平均海温异常大于0.5℃(170 w -120 w)来定义厄尔尼诺现象。以后,厄尔尼诺发展年的月份由后缀(0)而确定，厄尔尼诺衰变年的月份用后缀( 1)表示。注意,十六次的厄尔尼诺事件中有六次TNA在4月- 6月(AMJ)保持中立。众所周知，北大西洋涛动(NAO)是北方冬季在北大西洋占主导地位的,是削弱El Nintilde;o和TNA SST的滞后相关性的部分原因(例如，Czaja et al .,2002;恩菲尔德et al .,2006)。1957 - 1958年的厄尔尼诺,是负的NAO在北方冬天的厄尔尼诺盛期。负NAO加强太平洋厄尔尼诺，通过进一步的影响削弱了北大西洋副热带高压。在1991 - 1992年的厄尔尼诺另一方面,是正的NAO在北方冬天的厄尔尼诺盛期，并且扭转了太平洋的影响从而产生略冷TNA条件。

然而,TNA对于1963 - 1964年,1972-1973年，1976 - 1977、1976 - 1978年和2002年-2003的厄尔尼诺事件不能用使用厄尔尼诺和NAO二分法来解释。特别是,1972 -1973是一个强大的厄尔尼诺年确是近中性NAO年,但TNA略冷。类似的情况发生在2002年- 2003的厄尔尼诺。更令人困惑的是1963 - 1964年,1976和-1977，1977 - 1978年的厄尔尼诺事件。对于这些事件,负NAO盛行在北方冬天的厄尔尼诺盛期，但是TNA保持中立。为什么有些厄尔尼诺事件不影响TNA的SST在中性或者负NAO条件之下?Giannini[2004]建议的大西洋经向模式(AMM)在季节前成熟阶段的厄尔尼诺可能干扰或加强厄尔尼诺TNA的变暖。当我们承认预处理对于预测厄尔尼诺增强TNA变暖的重要性时,我们寻找一个选择答案通过仔细检查时间演进的十六个厄尔尼诺事件。图1显示了引起暖TNA的两年一次生命周期的十次El Nintilde;o事件。图1b和图1a是一样的,但这六个厄尔尼诺事件导致了一个中性TNA。

之前的研究表明,北方冬季是一个关键时刻，就El Nintilde;o发展期大气桥对TNA强迫而言(如，恩菲尔德梅耶,1997]。这可能是一个重要的线索,因为六个El Nintilde;o事件中的五个紧随其后的是一个中立的TNA消失于1月和3月(JFM)El Nintilde;o( 1)年之间。另一方面，十个厄尔尼诺里面七个El Nintilde;o紧随其后的是一个温暖的事件TNA盛行，他们超过了3月，有的甚至到了夏末。因此,我们可以假设如果厄尔尼诺现象在3月或更早的结束,TNA仍然是中性的。但是,它还指出,两个最强的厄尔Nintilde;o事件,发生在1982 - 1983和
1997 - 1998年导致温暖TNA,而三个较弱El Nintilde;o事件,导致一个温暖TNA(1957 - 1958,1968 - 1969和1969 - 1970年)发生在一个负的NAO情况下(表1)。因此,另一个有争议的假设是中弱强度El Nintilde;o没有影响TNA,除非被负NAO遥响应所加速。如图1b,六次El Nintilde;o事件Nino3.4高峰指数平均大约是1.4摄氏度,导致一个中性TNA,。因此,Nino3.4高峰1.4摄氏度必须归类为中弱强度El Nintilde;o为了第二个假说是有效的。在下面几节中,我们将探讨这两个工作假设通过观测数据和大气环流模式(AGCM)。

2.模式实验

　　在这项研究中使用的AGCM的NCAR大气模型耦合到一块海洋混合层模式(CAM3-SOM)的3.1版本。该模型是一个全球谱模式的三角谱截断球面谐波的纬向波数42(T42)。它在垂直方向分为26层的混合sigema层。模型实验是通过描述热带太平洋地区(15 s - 15 n;120°E到美洲海岸线)厄尔尼诺SST各种合成发展所进行的，然而预测热带太平洋之外的SST使用板海洋模型。为了防止周围的风场不连续强迫的边缘地区,太平洋三个模型边界是由网格点为中心结合模拟和规定。每个集合是由十个模型集成,代表内部使用稍微不同的初始化条件大气变化

我们运行了五套集成模式。在一个实验中(EXP_CLM),热带太平洋海温被定义为气候态海温。在接下来的实验(EXP_CTR)中，导致一个温暖TNA的十个厄尔尼诺事件的合成海温场被规定在热带太平洋地区。如图1所示,Nino3.4指数在4月对于这种情况变得中性(Nino3.4 lt; 0.5摄氏度),但弱温暖条件持续到7月( 1)。接下来的三个实验用来测试第一个假说。在一个实验中
(EXP_NEU),表述的是导致一个中性TNA的被规定在热带太平洋地区的六个厄尔尼诺事件的合成海温场。接下来的两个实验是相同的EXP_CTR，除了El Nintilde;o完全终止1月(EXP_JAN)或3月(EXP_MAR))。所有五个实验涉及到了两年时间，从El Nintilde;o发展年1月开始到El Nintilde;o衰变年的12月。

3结果

图2b、2c和2d显示了分别从EXP_CTR,EXP_NEU EXP_JAN获得的AMJ得模拟整体平均海温异常。EXP_CTR合理模拟TNA的AMJ( 1)变暖,但模拟的SST响应在大西洋东南地区有偏差。专注于TNA地区，TNA海温异常平均值在方框内是0.48摄氏度,观测值为0.57摄氏度。如图1a所示,最大EXP_CTR Nino3.4指数仅仅是1.4摄氏度,这和六个导致中性TNA的厄尔尼诺事件几乎是一样的(图1b)。因此,我们可以得出结论,一个中强度的厄尔尼诺(例如最大Nino3.4指数在1.4℃)可以导致北方春季出现温暖TNA(AMJ),因此就排除了我们的第二个假设。另一方面,模拟TNA仍然存在中性(0.06℃)在EXP_NEU里面,从而支持我们的第一个假设。同样的,如果El Nintilde;o突然终止于1月( 1)(EXP_JAN)，模拟TNA也保持中立(0.07 c)。即使El Nintilde;o终止突然( 1)(EXP_MAR)于3月,模拟TNA反应也只有0.22摄氏度(没有显示),远低于95%的显著性水平。因此,模型实验支持我们的第一个假设,如果厄尔尼诺现象tilde;o终止4月AMJ( 1)前，TNA依然保持中性。

1. 大气桥在1 2 3 月的重要作用

到目前为止,主要结论是一个中强度的El Nintilde;o(最大Nino3.指数在1.4摄氏度)可能会导致一个温暖的TNA在AMJ( 1)，只要它持续到3月( 1)之外。现在,我们想探究为什么JFM的El Nintilde;o( 1)对于TNA变暖AMJ( 1)如此重要。回答这个问题,检查时间进化与厄尔尼诺现象TNA响应如图3所示观测和模型模拟是很有帮助的。看起来,模型是有偏差的,因为TNA变暖在EXP_CTR中主要发生在从1月( 1)到5月，而观测的TNA变暖发生在从1月到3月( 1)。然而,这个模型偏差并不阻止我们得出这样的结论:JFM的TNA变暖( 1)是很重要的在观测和模型模拟中。在EXP_JAN情况下，例如,El Nintilde;o终止在1月中旬会JFM阻止TNAJFM期间的变暖。同样,TNA只是弱中强度的暖在EXP_NEU的JFM( 1)期间。对于EXP_MAR,TNA确实变暖迅速直到3月( 1),但它之后会迅速消散，因此TNA依然近中性AMJ( 1)(0.22 c)。

图4显示了(a)NCEP-NCAR再分析资料，(b)EXP_CTR EXP_CLM,(c)EXP_NEU EXP_CLM和(d)EXP_JAN——EXP_CLM中，JFM( 1)中200hPa位势高度场和风场异常。在NCEP-NCAR再分析资料的情况下,合成图是基于十个观测的之后伴随温暖TNA AMJ( 1）的El Nintilde;o事件产生的。尽管该模型在一些地区有偏差,但是从热带太平洋向桥梁到通过北太平洋和北美大气的TNA整体模式还是相当不错。但是,更重要的是,它很明显,从热带太平洋到北大西洋的大气桥会几乎消失如果El Nintilde;o终止于1月( 1)(EXP_JAN)。对于EXP_NEU,大气桥仍保留其整体结构，但振幅很虚弱与EXP_CTR相比。因此,我们可以得出结论,JFM( 1)是至关重要的TNA在AMJ( 1)变暖的季节,如果厄尔尼诺不继续于JFM( 1),大气桥连接热带太平洋和TNA的大气桥对于TNA的强迫就不够持久,因此,TNA保持中立。

1. 大西洋内部变化的影响

正如前面所讨论的,El Nintilde;o引起的TNA在AMJ( 1)增暖不是很明显(只有60%发生)部分由于大西洋内部变化例如NAO。为了更好地说明这一点,我们

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