南海海温和ENSO对华南冬季降水的影响外文翻译资料

英语原文共 13 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

南海海温和ENSO对华南冬季降水的影响

ZHOU Lian-Tong*^1,2 (周连童), Chi-Yung TAM*^2,3, ZHOU Wen*^2,3 (周文), and Johnny C. L. CHAN*^2,3

摘要：利用我国1951-2003年的站点观测资料、Met Office Hadley Center提供的1900-2008年海表温度数据和ERA-40提供的1958-2002年的再分析资料，研究了中国南海海温和ENSO对中国华南地区冬季（1-3月份；JFM）降水的影响。结果表明：华南地区冬季1-3月份的降水量和Nino-3及中国南海海表温度有重要的相关关系。分析表明在El Nino或者中国南海海表温度正异常的年份，西南风异常在700hpa 上表现为南海水汽输送占主导地位，使更多的水汽输送到华南地区，导致更多的降水。偏回归分析表明单独的ENSO可以影响华南冬季的降水,而南海海表温度对华南北部冬季降水有更大的影响。华南地区的温度在300hpa 和海平面上有明显的增加，前者是由Nino-3引起，后者由南海海表温度异常导致。这使对流不稳定增强和潜在涡度(PV)减小,从而解释了上升运动加强和华南冬季1-3月份降水量增加的异常现象。

关键词:ENSO,中国南海，海表温度,降水,对流不稳定,潜在涡度

Influence of South China Sea SST and the ENSO on Winter Rainfall over South China

ZHOU Lian-Tonglowast; 1,2 (周连童), Chi-Yung TAM2,3, ZHOU Wen2,3 (周 文), and Johnny C. L. CHAN2,3

1Center for Monsoon System Research, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190

2CityU-IAP Laboratory for Atmospheric Sciences, City University of Hong Kong, Hong Kong

3Guy Carpenter Asia-Pacific Climate Impact Centre, School of Energy and Environment,

City University of Hong Kong, Hong Kong

(Received 30 May 2009; revised 10 August 2009)

ABSTRACT

The present study investigates the influence of South China Sea (SCS) SST and ENSO on winter (January–February–March; JFM) rainfall over South China and its dynamic processes by using station observations for the period 1951–2003, Met Office Hadley Center SST data for the period 1900–2008, and ERA-40 reanalysis data for the period 1958–2002. It is found that JFM rainfall over South China has a sig- nificant correlation with Nintilde;o-3 and SCS SST. Analyses show that in El Nintilde;o or positive SCS SST anomaly years, southwesterly anomalies at 700 hPa dominate over the South China Sea, which in turn transports more moisture into South China and favors increased rainfall. A partial regression analysis indicates that the independent ENSO influence on winter rainfall occurs mainly over South China, whereas SCS SST has a larger independent influence on winter rainfall in northern part of South China. The temperature over South China shows an obvious decrease at 300 hPa and an increase near the surface, with the former in- duced by Nintilde;o-3 and the latter SCS SST anomalies. This enhances the convective instability and weakens the potential vorticity (PV), which explains the strengthening of ascending motion and the increase of JFM rainfall over South China.

Key words: ENSO, South China Sea, SST, rainfall, convective instability, potential vorticity

Citation: Zhou, L.-T., C.-Y. Tam, W. Zhou, and J. C. L. Chan, 2010: Influence of South China Sea SST and the ENSO on winter rainfall over South China. Adv. Atmos. Sci., 27(4), 832–844, doi: 10.1007/s00376– 009-9102-7.

1. 引言

ENSO循环是一个重要的全球气候系统的子系统。ENSO经常在冬季达到顶峰 ,在春天一直持续，在接下来的夏天衰退。许多研究表明,ENSO对东亚气候异常有巨大的影响(例如,Fu and Teng,1988;黄、吴,1989;黄等,1999;王等,2000;吴等,2003;周和黄，2003;李等,2006;王等,2008)。

东亚夏季风的年际变化和热带太平洋海温密切相关(例如陈,1977;黄、吴,1989;Nitta和胡,1996;杨和刘,1998;常等,2000;刘和翁,2001，黄和周,2002;黄等,2003;吴等,2003;杨和刘,2004;林和路,2009)，海温和华南地区降水变化的相关关系已经被研究(Chang et al ,2000;吴et al,2003;陈et al,2004;陈和周,2005;周et al,2006)。以前的大多数关于ENSO对东亚夏季降水的影响的研究都主要选取在春季和夏季。然而,ENSO对东亚夏季降雨的影响不仅限于夏季(Zhang 等,1999;王等,2000;陈等,2009;周,2010;周、吴,2010)。张和Sumi(2002)表示关于中国南方地区冬季降水正异常(12月至次年1 - 2月：DJF)主要发生在El Nino成熟阶段。吴等(2003)系统地证明了ENSO对其他季节降水异常的影响,表明ENSO和华南冬季1-3月降水之间呈正相关关系。周、吴(2010)也指出ENSO和中国的东南部冬季（11月-3月）的降水之间存在显著的正相关。

ENSO和12月到5月之间的降水之间的相关性已经在这项研究中被验证(图未显示)。该研究发现Nino-3的海温和华南地区1-3月(JFM)的降水之间存在显著的正相关关系,而不是传统定义上的冬季那几个月。此外,研究中涵盖的内容中没有对其它月份的相关研究。本研究对降雨时段的考虑和先前的研究略有不同(张和烟灰墨,2002;吴等,2003),其主要采用传统的冬季12月-次年2月的说法。华南地区的1-3月份的降水量大于年度总降水量的20%(图1 b) ,此外,南海海温(SCS)的异常也可能影响华南的降水(陈等,2000)。因此,在目前的研究中,我们考察的不仅是ENSO对于华南冬季降水的影响,而且还考虑南海海温对其的影响。尤其是我们在研究中使用偏回归和相关分析ENSO与南海海表温度各自的影响。因此本研究的目的是调查Nino-3 海温与南海海温对中国华南冬季1-3月降水的影响。

本文的研究思路如下。第二部分描述了研究中所使用的数据。在第三部分,对ENSO与中国南海海温在华南1-3月降雨量的影响进行了分析。第四部分提出了环流异常与ENSO和南海海表温度的相关关系。第五部分考察了ENSO与南海海表温度对温度异常的影响。第六部分探讨了ENSO与南海海表温度各自的影响。第七部分讨论了热变化的动态过程对华南地区降水的影响。最后第八部分是对文章的总结。

图1：(a)研究中所取的站点分布图(“1”表示站华南地区的站点);

(b)冬季1-3月降水量占年降水量的百分比。

2 .资料来源

用于本研究的中国1951 - 2003年期间160个测站逐月降水量数据由国家气象信息中心提供。这些站点观测数据的产生始终在中国气象局观测期间。在本研究中,中国南方是指经度为东经110-125度、纬度为南纬20-28度的地区从,华南地区的28站也呈现在图1。

由NCEPNCAR和ERA-40提供的涵盖几十年的再分析数据资料为研究提供可能的选项。不幸的是,在NCEP-NCAR再分析数据集被发现有大量虚假的变化(杨等,2002;井上和松本,2004;吴等,2005;周和黄,2010年)。因此,决定使用ERA-40再分析数据集，包括月度平均风、温度、垂直速度、湿度、和潜在涡度，网格分辨率为2.5^◦times;2.5^◦，欧洲中期天气预报中心(ECMWF)(吉布森等,1997;Uppala,2002),包括1958 - 2002年期间。分辨率为1^◦times;1^◦逐月平均海温资料来自英国气象局哈德利中心，涵盖了1900 - 2008年期间(雷纳等,2003)。

3 .ENSO和南海海温对华南冬季降水的影响

3.1 ENSO、南海海温与华南冬季降水的关系

北方的冬季（12月-次年2月）Nino-3海温异常，包括5◦S–5◦N，150 W -90 W◦的地区被作为一个指标,因为冬天通常是ENSO的成熟阶段(Rasmusson和Car- penter,1982)。ENSO对华南降水的影响通过了12月-2月期间Nino-3和1月-3月中国地区的降水之间的相关性和回归分析。图2显示了回归分析的冬季1-3月降雨对12-2月 Nino-3 SST异常的反应。可以看到,在华南地区有一个重要正相关(gt; 95%置信水平),表明冬季1-3月的降水在El Nino年增加,在La Nina年减少。这种与ENSO的关系与先前的研究一致(张和Sumi,2002;吴等,2003)。

图2：降水(单位:毫米)对(a)冬季12月-次年2月 Nintilde;o-3 海温与(b)南海海温回归。

（阴影为通过0.05 信度检验）

图3：华南地区冬季1-3月异常降水量时间系列（单位：mm），（b）DJF Nintilde;O-3海温（实线）和DJF南海海温（虚线）时间系列（单位：◦C）。

图4：DJF海温相对于华南1958–2002时期的标准化JFM异常降水回归（单位：◦C）。（阴影为通过0．05 信度检验）

海温异常地区与华南降雨变化相关,DJF海温的回归对华南地区JFM降水异常进行了分析。JFM华南降水异常如图3所示,图4显示了DJF海温对华南JFM降水异常的回归结果,从图4中可以看出在赤道太平洋中部和东部一个突出特征是显著的正相关(gt; 95%置信水平)在。因此,厄尔尼诺现象的成熟阶段事件对华南冬季1-3月的降水有相当大的影响力。此外,研究发现中国南海地区存在显著的正相关。这表明,南海海温异常可能对华南JFM降雨有重要的影响。

为了证实上述假说,对南海海温和华南JFM 降水之间的关系进行了分析。平均海温异常所取的代表性区域为0–20◦N, 110–120◦E(图3 b)(陈等,2000)。图2 b显示了中国JFM降雨对南海海温异常的回归结果。可以看到,在中国华南地区有一个显著的正相关关系,表明在正海温异常年的同期为华南JFM降水增加年份，反之负南海海温异常年为华南降水减少年份。相比之下对,降水异常与向北扩展更多来书，南海海温的影响小于ENSO。

表1. 在厄尔尼诺年的不同阶段华南降水偏多和偏少的年份

Positive South Chi

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[31446]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word