两种太平洋变暖对西北太平洋热带气旋生成频数的不同影响外文翻译资料

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两种太平洋变暖对西北太平洋热带气旋生成频数的不同影响

陈光华¹ 唐志勇²

2009年11月9日收到；2009年12月6日修订；2009年12月16日接受；2010年1月14日发布；

[1]本研究考察了在1960-2008年ENSO Modoki和经典ENSO分别与西北太平洋的热带气旋（TC）频率（WNP）的关系。 TC频率为与ENSO Modoki显着正相关指数。则在WNP的北部（或东南部）地区Nino-3指数显着与TC频率的相关性为典型的负（正）相关。由于ElNino Modoki相关的加热源的影响，在WNP上形成大规模气旋异常。相比之下，在经典的厄尔尼诺年，区域加热源和汇表明子午偶极子模式诱发了亚热带附近的反气旋异常和赤道中太平洋附近的气旋异常。在实际平均状态下和加热状态下的数值实验验证异常循环对加热的反应在关于TC频率的两种太平洋变暖起着不同的重要作用。引用：Chen，G.，and C.-Y. Tam（2010），两种太平洋变暖的不同影响北太平洋西部的热带气旋频率，地球物理。 Res. Lett，37，L01803，doi：10.1029 / 2009GL041708

引言

[2]厄尔尼诺和南方涛动（ENSO），对热带气候的影响，在各种海盆中对热带气旋（TC）活动具有重大影响。早期的研究已经验证了西北太平洋ENSO和TC活动（WNP）之间的关系（Chan，2000; Chia Ropelewski，2002;Wang和Chan，2002; Wu等，2004; Chen等，2006）。发现在厄尔尼诺年间，在西北太平洋的东南部TC活动显著增加而在西北部减少，这种情况在拉尼娜年期间是相反的。[3]最近，Ashok et al。 （2007）定义太平洋中心变暖事件，简称为ElNino Modoki。与典型的El Nino相比（Rasmusson和Carpenter，1982）在东太平洋的冷舌地区，厄尔尼诺Modoki的特点是温暖的海面温度异常（SSTA）在中部热带太平洋东部和西部低于正常的SSTA。的两种类型的ENSO可导致不同的气候和全球地区的天气变化。例如，ElNinoo Modoki伴随着两个异常沃克热带太平洋上的循环细胞，这是非常不同于典型的沃克细胞扰动常规ENSO事件。 相关联的远程连接模式与El Nin〜Modoki也与那些明显不同相关的规范El Nin~o，引起沿太平洋沿岸不同地理分布的干/湿条件（Weng等，2007）。 不同于的影响规范ENSO和印度洋偶极子（IOD）事件，ENSO Modoki事件可以显着影响在南方中纬度的风暴轨迹活动从而减少在南半球冬澳大利亚东南与风暴相关的降雨天(Ashok 等，2009; Cai和Cowan，2009)。

[4] Kim et al.(2009)已经发现两类ENSO对北大西洋的热带气旋影响的显著差异。然而，到目前为止还没有研究区分ENSO Modoki与常规ENSO对西北太平洋地区热带气旋活动的影响。事实上，很多以前的研究采用Nino-3.4 SST指数进行鉴定ENSO事件（Chan，2000; Saunders等，2000;Chia和Ropelewski，2002）。该指数的使用可能收集到与常规ENSO和ENSO Modoki 的相关SSTA信号，从而混合了与两者相关的不同类型的ENSO影响。例如，在2004年夏天当El Nino Modoki发生时（Ashok等，2007）

一个破纪录的十个台风登陆日本（Kim 等，2005）。然而，在同一个夏天，Nino-3.4 SSTA保持阳性，并基于此，我们应该根据以前的研究预期正常到达日本群岛的台风数量。因此十分需要分离这两种现象的气候影响。

[5]此外，在过去几十年中已观察到

El Nin〜o Modoki事件的增多。（Ashok等，2007），以及El Nino~Modoki事件到规范的El Nin〜o事件的发生率预计在全球变暖下增加了5倍（Yeh 等，2009）。 因此，通过使用不同的索引来区分这两种类型ENSO事件，本研究考察经典ENSO和ENSO Modoki事件在WNP地区TC频率上的不同影响，并提出其影响的物理机制。

1. 数据和方法

[6]本文所使用的WNP地区的TC数据是：来自台风联合警告中心（JTWC)。 因为大约85％的观察到TC的年度数量（JJASO）的时间每年6月至10月，本研究侧重于这一延长期以及夏季（JJA）和秋季（SO）季节，进一步探索其季节变化。 此外，只有TC最大表面风大于17m/s才能被考虑。检验TC形成的地理分布，热带WNP地区（120°E-180°，0°-30°N）分割成四个区域。 150°E和15°N分别作为东西南北之间的边界。 热带WNP地区的西北，西南，东南和的东北象限分别为DNW，DSW，DSE和DNE。

[7]所用的其他数据有，哈德利中心逐月海温的数据，水平分辨率1°times; 1°，美国国家环境预测中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）1960-2008年逐月的高空再分析资料，水平分辨率2.5°times;2.5° 。美国国家海洋大气局（NOAA）1980-2008年逐月输出长波辐射（OLR）数据，卫星上有2.5° 纬度 - 经度网格，这作为深热带对流的代表（Liebmann和Smith，1996），也用于本研究。

[8]典型ENSO可以由Nino~-3 SST定义指数，这是平均的SSTA（150°W-90°W，5°S-5le;N）。ENSO Modoki现象由 Ashok等人（2007）构建的ENSO Modoki指数（EMI）量化，它可以了解中央太平洋的SST特征。 基于表达式EMI =[SSTA] _C---0.5 * [SSTA] _E---0.5 * [SSTA] _W，其中[SSTA] _C，[SSTA] _E和[SSTA] _W分别表示位于（165°E-140°W，10°S-10°N），（110°W-70°W，15°S-5°N）和（125°E-145°E，10°S-20°N）， 在去除指数的线性趋势之后，JJASO季节期间Nin〜o-3指数和EMI大于一个标准差被标识为E1Nin~o Modoki（1966，1967，1977，1990，1991-1994，2002，和2004年）和规范的厄尔尼诺事件（1963年，1965年，1969，1972,1976,1982，1983,1987和1997）。

3.两类太平洋变暖和TC频率之间的关系

[9]为了隔离ENSO Modoki和经典ENSO对TC活动的影响，在JJASO期间TC频率的部分相关性在整个WNP以及每个域，JJA和SO期间的EMI和Nin〜o-3指数计算并列于表1，表1中，在JJASO期间EMI和TC频率之间存在显著的相关性。 这个相近的关系主要归因于夏季（JJA）相关性。 在消弱（SO）期间相关性较弱。 相比之下，Nin〜o-3指数与WNP盆地的总TC频率几乎不相关。 类似地，当使用Nin0.44指数时也获得了不显著的相关性。

[10]表1还显示了两类ENSO事件之间的相关性十分不同的地理分布。 在D_NW区域，TC频率和EMI之间的相关性是正但弱，在夏天和秋天期间而TC频率与Nin〜o-3指数高度负相关。 在WNP的东南部（D_SE），两个指数均与TC频率显示显著的正相关，虽然相关系数与EMI相关的指标小于与Nin〜O-3指数相关的指标。 另外，应注意的是，在WNP的东北部（D_NE），检测到显著的负相关Nin〜o-3指数，但相关性为正且无显着性用于EMI。在以前的研究中发现在这个区域中在Nin〜-3.4指数和TC频率之间存在不显著的相关性的原因。 以上特点表明两种ENSO事件在TC频率上具有显著影响。

表1 在JJASO，JJA和SO期间的四个子域TC频率和EMI之间的部分相关性以及整个WNP盆地和每个WNP盆地的Nin〜o-3指数

[11]由于TC频率和这两个指数在夏季更为显着（表1），检测JJA的环流异常从而了解两种ENSO的影响事件。图1a和1b显示了气象的复合物El Nin〜o Modoki和典型的El Nin〜o事件的领域。虽然在El Nino Modoki和经典El Nino事件中太平洋中央存在异常温暖的SST，SST升温相关的前者更多经向和具有较弱的纬向和经向梯度SST相比其经典厄尔尼诺。 从1980年复合Modoki和典型的El Nin〜o年复合El Nino的OLR异常的也在图1中给出。为了清楚表示，OLR异常是通过应用T15截断平滑以便去除较小尺度的特征和突出广泛对流模式。增强对流相关El Nin~oModoki支配了大部分热带WNP跨度从南海到东边的日线，同时中部到西部发现对流抑制海洋大陆，以及中国东部，韩国和日本。相反，异常对流相关规范的El Nin〜o被发现150°E的东边中心在170°W。只是对其北部的对流被

抑制，这可能与在赤道上强烈的下沉运动正相关加热诱导太平洋。值得注意的是，热带WNP地区强异常OLR是并且形成子午偶极子图案，其与对应物不同相关El Nin~o Modoki。响应与不同类型的ENSO相关的异常加热，850 hPa的风异常也表现出显着不同的模式。

陈和谭：海洋温度对TC频率的影响

图1. SSTA的复合图（阴影;单位：C），850 hPa风异常（向量，见右上角的比例箭头;单位比例箭头：m s^-1）和OLR异常（虚线/实线轮廓表示负/正值;轮廓间隔3 W m^-2; 零轮廓省略）在JJA期间（a）El Nino Modoki和（b）经典El Nin〜o事件。 OLR异常是基于从1980年开始的数据计算的,并且为了清楚而应用T15截断。

El Nino Modoki年，低层西风异常主导热带WNP达到他们的最大值附近140°E，经向延伸到15°N，大规模异常气旋到达日本东南部。相比之下，在经典的厄尔尼诺年，在850hPa增强西风异常局限于赤道区域南10°N，此外，它们的最大偏移向东超出日期线。 这种模式有利于在WNP东南部地区TC的形成。 在另一方面，伴随着地带拉长的抑制对流，异常反气旋主要流向日本南部在经典的El Nin〜o年，这是十分不同于El Nin〜Modoki事件。 反气旋环流异常对TC发生的传导性较小，导致的Nin〜o-3指数和WNP北部TC频率之间的显著负相关。

1. 简单的Baroclinic模型的结果

[12]为了进一步描述两种类型的ENSO事件的异常循环和加热之间的关系，运用简单的压力波模型进行两个数值实验，以检查在相同的实际平均状态的情况下对不同加热源的大气响应。 该模型基于地球物理流体动力学实验室AGCM的动态核心构造（Held和Suarez，1994; Wang等，2003）。 它平均分配了5个西格玛水平，并采用了T42的水平分辨率。

[13]该模型关于现实的三维夏季平均（JJA）基本状态线性化，否则保留预测方程的二阶扰动项中的完全非线性。基本状态取自NCEP-NCAR再分析的长时间平均值，通过从原始标准压力水平数据到模型sigma;水平的线性插值。假设加热分布和OLR异常之间的一致性，则基于OLR异常规定水平加热分布。为了消除在WNP上的大范围循环上的感兴趣区域外的加热的影响并提取强迫因子的主要特征，在区域外部将异常OLR场设置为零（110°E-130°W，10°S-30°N），然后以与第3节中描述的相同方式截断到T15分辨率。最后，将上述处理的OLR异常通过除以作为在El Nin〜Modoki期间的最小OLR值的-9W m^-2，并乘以0.6Kday^-1,以获得对应于ENino Modoki和经典El Nin〜事件的两个数值实验的加热曲线。最大加热设置水平 = 0.5。振幅在= 0.3和= 0.7时减小2倍，在= 0.1和= 0.9时减小5倍。该加热曲线近似等于每天1.0mm的降水量，基本上与观察异常沉积（Jin和Hoskins，1995; Annamalai和Sperber，2005，Ashok等，2007）

[14]在第30天的积分结果显示为对经典加热源的稳定响应。 图2a和2b描述了在El Nin~ Modoki实验（ENM-exp）和典型的El Nin~实验（CEN-exp）中施加= 0.5的规定加热曲线和由热源诱导的850hPa异常风。 加热分布与OLR异常几乎一致，在畴边界附近略有差异。

[15]可以看出，模拟的850 hPa风场与观测到的吻合良好（图1）。在ENM-exp（图2a）中，由地带和子午扩展加热诱导的大规模旋风环流异常主导大部分WNP。换句话说，这种加热模式导致在大的域。这解释了为什么在El Nino Modoki年期间在WNP的大多数结构域中存在TC发生的增强，因此在整个WNP上TC频率和EMI之间存在显著的相关性（表1）。另一方面，在CEN-exp中，赤道附近的正加热更强，向东偏移，而在WNP上存在以约20 °N为中心的负加热异常。与图2一致。在850 hPa的模拟风响应（向量，见右上方的比例箭头;单位：m s^-1）在简单的斜压模型（a）El Nin~ Modoki和（b）经典Elnino加热异常剖面（表示在 = 0.5处的加热分布的负/正值，轮廓间隔0.2Kday^-1;零轮廓被省略） ElNino〜实验。 （c）与图2b相同，除了在该区域（135°E-140°W，10°-30°N）的WNP负加热异常消除。L01803陈和谭：海洋温度对TC频率的影响L018034 6这样的冷却扰动，低水平的

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