关于东亚季风与ENSO循环相互作用研究最近的进展外文翻译资料

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关于东亚季风与ENSO循环相互作用研究最近的进展

摘要：

对东亚季风与ENSO循环之间的相互作用研究的最新进展进行综述。通过最近的研究，不仅有在不同阶段对东亚冬季风环流异常和夏季降水异常在东亚ENSO循环的响应特征和过程

得到了进一步的了解，同时从观测事实和动态分析理论深入研究了热带西太平洋上的ENSO循环的热力和动力效果。观测和理论研究的结果表明，在热带西太平洋上ENSO循环的对流层低层大气环流和纬向风异常的动力作用可能是通过赤道海洋Kelvin波的激发和在赤道太平洋的Rossby波表现。这些研究进一步证明了ENSO循环起源于热带西太平洋。此外，这些最近的研究还表明，大气环流和纬向风距平在热带西太平洋不仅由来自热带西太平洋的海气相互作用导致，而且还很大程度上受东亚冬季和夏季季风的影响。此外，本文指出了应该进一步研究的亚洲季和ENSO循环之间的相互作用的科学问题。

关键词：东亚季风；ENSO循环；相互作用

1 引言

东亚季风和ENSO循环是全球气候系统中的两个重要子系统。季风是一种表示冬夏季主导风系统和季节性降水的气候现象。季风也是一种年周期现象。Li 和 Yanais的研究表明亚洲夏季和冬季季风表现为风场和温度场的年度周期的特征，陈指出东亚夏季和冬季季风也是风场和降雨的年度周期现象。

亚洲季风是包括东亚和南亚季风子系统的庞大季风系统，东亚季风的特征表现为强劲的东亚夏季的偏南风和强降雨，同时又强劲的偏北风和冬季降水较弱。在冬季，强寒潮可沿东亚海岸向南移动到中国南海到中南半岛。在夏季，强烈的偏南气流可以使大量的水汽从热带西太平洋和印度洋移到中国，朝鲜半岛和日本的东部地区，并在这些地区造成持续强降雨。由于东亚季风季节内和年际变异非常大，这可能会导致干旱和洪水在中国，韩国和日本的东部，东亚季风的不同时间尺度变异在中国，韩国和日本一直是重要的科学问题。

许多研究表明，ENSO现象是一种际时间尺度的周期。作为全球气候系统的另一个子系统，ENSO也可以被认为是在热带海气相互作用的最重要的现象。当厄尔尼诺事件发生在赤道太平洋，在世界许多地区造成严重的气候异常现象。厄尔尼诺事件也对东亚气候异常有很大的影响。

近日，亚洲季风与ENSO循环之间的互动已经成为一个有趣的科学问题。各种诊断和模拟研究表明，亚洲夏季风活动在赤道太平洋的大气/海洋耦合系统上有显著影响。此外，李指出强东亚冬季风活动是厄尔尼诺事件的重要触发条件。对季风和ENSO之间的相互作用研究取得了许多有价值的进展，韦伯斯特等人给出这些研究的系统评价。Webster专注于亚洲澳季风系统的不同时间尺度变异及其与ENSO循环的相互作用，季风和ENSO循环之间的相互作用中东亚季风和热带西太平洋的作用并未被强调。因此，有必要审查关于东亚夏季和冬季季风与ENSO循环之间的相互作用研究。因此，在本文中，对东亚夏季和冬季季风与ENSO循环之间的相互作用最近的研究有简单总结。然而，因为作者在本领域的知识是有限的，因此这些总结主要强调获得中国气象学的结果，并仅包括这些结果的一部分。

2 ENSO循环对东亚夏季季风降水的影响

众所周知，东亚夏季风（EASM）的年际变化大。最近的研究表明，由于EASM有很大的年纪变化，在长江，长江，淮河流域，以及中国北方和南方有季风降雨的一个明显的年际变化。

东方的年际变化都与热带太平洋海表温度有关，然而，热带太平洋海温异常在ENSO周期的不同阶段对东亚夏季风降水异常的影响不同。图1a显示，夏季在厄尔尼诺的发展阶段，正季风降水异常是在长江和淮河流域和负季风降水异常分布在黄河流域，中国北方一直延伸到长江以南。这说明，在夏天厄尔尼诺处于发展阶段时，可能会在中国北方出现炎热干燥的夏季，但可能在长江流域和淮河流域和长江下游造成洪水。但是，当厄尔尼诺事件处于衰减阶段暑假期间，严重的洪涝灾害可能发生的长江以南，特别是洞庭湖和鄱阳湖的山谷，但可能在长江流域和淮河流域河谷发生干旱，如图1B。

同样，拉尼娜事件也对中国的夏季季风降水产生影响。在夏季当拉尼娜事件处于发展阶段，如示于图1c，正季风降水异常存在于长江和黄河上游的南方，特别是洞庭湖和鄱阳湖湖区的周围，负降水异常存在于中国南方和长江流域和淮河流域河谷。此外，当拉尼娜事件在夏天衰减时，正降水异常主要分布在长江流域和黄河之间的区域，而负降水异常出现在长江以南和中国北方，如图1D。

ENSO循环对夏季季风降水的东亚地区的年际变化的影响可能是通过水汽输送的亚洲夏季风在流动过程中ENSO循环的不同阶段的不同。张等人的研究显示，偏南风异常可以出现在厄尔尼诺事件的成熟阶段的东亚海岸的对流层低层，而愈演愈烈偏南风是由于孟加拉湾和热带西太平洋到东亚地区的水汽输送的增强导致。因此，厄尔尼诺事件后，强降雨可能会在长江流域，韩国和日本产生。

3 ENSO循环对东亚季风环流的影响

东亚地区不仅是一个强有力的夏季风的地区，也是一个强大的冬季风的区域。此外，东亚冬季和夏季季风是一种年周期现象。然而，周期的年际变化在很大程度上受ENSO循环的影响。

格拉夫等人系统地研究了东亚冬季风（东亚冬季风）的年际变化。按照东亚冬季风的特点，陈采用沿东亚海岸经向风的强度代表东亚冬季风的强度，他指出，东亚冬季风的年际变化与ENSO循环相关的。图2a表示为厄尔尼诺事件的发生前的冬季850百帕的经向风异常的复合分布。从图中可以看出，有来自中国沿海地区到南海的异常偏北风，因此，东亚冬季风偏强。图2b呈现夏天厄尔尼诺事件的发展阶段的850百帕风距平为的复合分布。很显然，那有一个的西太平洋的异常气旋性环流，这表明在厄尔尼诺发展阶段有一个夏季弱的西太平洋副热带高压。此外，如图2B所示，异常的东北风分布在长江和淮河流域和中国东南沿海。这表明EASM会在厄尔尼诺事件的发展阶段减弱。继发展阶段，通常厄尔尼诺事件可以达到成熟阶段。如示于图2C，异常偏南风盛行于中国的东南沿海和南海。这表明，弱东亚冬季风可能会出现在冬季厄尔尼诺事件的成熟阶段。在第二年夏季，厄尔尼诺事件可以是在衰变，如图2D所示，在西太平洋地区的异常反气旋环流代表着强大的西太平洋副热带高压。在这种情况下，异常的南西风被分布在

中国南方长江流域地区。这可以表明，强的东亚夏季风中可能会出现在一个厄尔尼诺事件处于衰减阶段的夏天。图3A1表1958年至1998年的拉尼娜事件的不同阶段的850百帕异常风场的复合分布。如示于图3A，在拉尼娜事件发生前的冬季，南风异常以中国沿海地区为准。这可以解释为在其发生前的冬季，东亚冬季风弱。在当拉尼娜事件是在其发展阶段（图3b）一个夏天，有一个异常反气旋环流在西太平洋地区，它可以代表强烈的西太平洋副热带高压。在图3b中所示的异常的西南风表明，偏南季风气流在中国的东部在较强。因此，在夏天拉尼娜事件处于发展阶段时，可能导致东亚夏季风在中国东部增强。这一特征能很好的对应在厄尔尼诺事件的衰减期的EASM异常。一般来说，拉尼娜事件可能在冬季达到成熟阶段。如图3C示，有偏北风异常出现在中国和南海沿海地区。在接下来的夏季，拉尼娜事件可能是在衰变，在热带西太平洋的异常气旋性环流代表了西太平洋副热带高压较弱。因此，强或弱的东亚季风也依赖于拉尼娜事件的不同阶段。然而，这是一个值得注意的是，这些异常的意义不超过95％的置信水平。因此，拉尼娜事件对东亚冬季和夏季季风的影响可能比厄尔尼诺事件低。

从上述结果，可以看出，强或弱东亚季风可以与ENSO循环的不同进化阶段密切相关。为什么ENSO循环对热带西太平洋和东亚的季风环流有重要影响？任和黄认为这可能是因为对流异常造成的。在厄尔尼诺事件的成熟阶段，对流活动，重新在赤道太平洋中部和东部加强了，在热带西太平洋减弱了。因此，异常对流活动偶极模式可以出现在热带太平洋，异常热源的分布也有热带太平洋偶极结构。这种反常的热结构有利于反气旋环流的在热带西太平洋及中国南海的形成，如图5E-H所示。因此，强的西副热带高压位于在热带西太平洋和中国南海，南风季风气流在中国东南沿海地区增强。这可以进一步解释为，强降雨一般发生在长江流域和淮河流域，长江中下游。

4 西太平洋暖池热力和动力条件对ENSO循环的影响

4.1 西太平洋暖池对ENSO循环的热效应

由于厄尔尼诺事件可能导致世界上许多地区严重的气候异常，尤其是在亚澳季风区，许多气象学家和海洋学家把很多精力投入到对ENSO循环的规律和物理机制的研究。皮耶克尼斯首次提出的假设认为厄尔尼诺周期表明了赤道东太平洋的海气相互作用。然而，TOGA实验实施后，科学家们逐渐认识到ENSO循环可能从热带西太平洋起源。ENSO循环的物理机制研究已经从赤道海洋波的传播，进一步探索到热带海洋耦合波和不稳定的空海一体相互作用。特别是，在在热带地区的海气耦合系统的延迟振荡理论已经被一些学者提出。

由于西太平洋暖池是在全球海洋中最高的SST，在这个区域还发现了沃克环流较强的升支，有空气和湿气的强收敛导致的强对流活动。因此，西太平洋暖池对热带太平洋ENSO循环显著热力和动力作用。热带西太平洋的热态可作为厄尔尼诺事件发生的前提条件。最近，李等还指出，厄尔尼诺事件的发生是由于温暖的海水从西太平洋暖池的赤道太平洋次表层向东传播。

图4给出了1981年至1999年在150米深的赤道太平洋的海水温度（ST）异常的经度时间剖面（50N-50S之间的平均值）。可以从图中可以清楚地看到，温暖的海水从西太平洋暖池的赤道太平洋次表层向东传递，1982年至1983年，1986年至1987年，1991年至1992年的过程是很明显的，这些导致1997年至1998年厄尔尼诺事件的发生。

上述结果可进一步证明，ENSO循环的周期与热带西太平洋的热力状态有关。

4.2 西太平洋暖池对ENSO循环的动力影响

热带西太平洋不仅提供了ENSO循环的必要热力条件，同时大气环流和纬向风距平在这一地区还可以提供对ENSO循环必要的动力条件。刘等人指出，亚洲冬季风可以在婆罗洲和印尼的海上岛屿引起强烈的对流活动。李研究了东亚冬季风对赤道太平洋的厄尔尼诺事件的反常效应，他表明，东亚冬季风得加强将加大在赤道西太平洋对流活动。这反过来，可能会加强对热带西太平洋大气中的振荡，同时低频振荡的加强可能引发厄尔尼诺事件。

黄等人分析了对流层低层大气环流和纬向风距平在热带西太平洋以及它们在发展中国家的作用，以及厄尔尼诺现象的形成过程。观测数据的分析推测，它可能是大气环流和纬向风距平在热带西太平洋对ENSO循环的一个重要影响。图5a-D，分别为1985年冬，1991年春，和1996年的冬天，在展示1980年春850百帕季节性均值环流异常场在热带西太平洋分布。从图中可以看出，该厄尔尼诺事件的发展阶段发生在1980 - 1998年的前一段，在热带西太平洋对流层低层气旋性环流异常，而环流异常造成的西风距平在印度尼西亚和热带西太平洋。在西风距平形成温暖的开尔文波，这引发温暖海水向东输送向西太平洋暖池，从而有利于厄尔尼诺的东移。 图5E-H，分别为1987年秋季，1992年春季，和1997年的秋天，分布在热带西太平洋在1982年冬天，850百帕季节性均值环流异常场。可以从这些数字看出，在厄尔尼诺事件的成熟阶段，热带西太平洋对流层低层有明显反气旋环流异常，与环流异常造成的该地区从巴布亚沿印度尼西亚到新几内亚的东风距平.西太平洋暖池东风距平在苏门答腊岛造成向东传播的冷开尔文波，因此，厄尔尼诺事件恶性发展形成拉尼娜事件。

黄等人在热带太平洋的厄尔尼诺事件中讨论的西风异常会形成的一个简单的热带海气耦合模型，1997年和1998年期间的理论结果表明，太平洋观察到的热带海面附近的异常风应力动态效果的理论基础在热带西太平洋纬向风异常对赤道海洋开尔文波和罗斯贝波在热带太平洋有明显的加强作用，如图6、7图的上部。 图6A-D显示开尔文波和罗斯贝波分别在三月，五月，七月和十月在赤道太平洋波响应观察到异常纬向风应力热带太平洋地区。从这些数字，由于强西风异常出现在西太平洋暖池的海面附近，温暖的开尔文波是在西部和中部太平洋赤道活跃可以看出，西风异常向东传播，暖开尔文波迅速向东传播到赤道东太平洋。此外，它是由赤道太平洋东部边界反射，转化为温暖的罗斯贝波。因此，由于这些海洋赤道波的动态效果，SST迅速在赤道东太平洋增加，厄尔尼诺现象在赤道太平洋迸发出来。因此，在1997-1998厄尔尼诺事件的发展阶段，热带西太平洋海表面附近西风异常能激发向东传播的开尔文暖波和赤道太平洋向西传播的冷罗斯贝波。

然而，由于东风异常出现在热带西太平洋1997-1998厄尔尼诺事件的成熟阶段，如图1所示，向东传播的冷开尔文波和向西传播的暖罗斯贝波可以在热带西太平洋海表面附近的东风应力异常活跃，如图7a、7b，上述的观测和理论分析表明， 该热带西太平洋不仅在赤道海洋起着反射效果罗斯贝波，以上的观测和理论分析表明，热带西太平洋不仅可以对赤道海洋Rossby波产生反射效果，同时也对ENSO循环有重要的热力和动力效应。热带西太平洋上的ENSO循环的热力和动力效应如图8所示。

5东亚季风对ENSO循环的影响

从上述的分析，热带西太平洋海表面附近的纬向风异常对ENSO循环显著动态效果。热带西太平洋海表面附近的纬向风距平发源于哪里？许多学者都对这一问题感兴趣。该研究表明，纬向风异常在热带西太平洋的起源可分为三个基本过程：（1）热带太平洋海表面附近的纬向风距平从异常南亚季风气流的东传起源（例如：从西风阵阵热带太平洋西部，可以通过附带的30-60天的振荡超级集群），（2）热带西太平洋海表面附近的纬向风异常可能与这一地区的海气相互作用相关。他们的研究表明，当强对流活动引起的热带西太平洋处于热态，沃克环流加剧了这一地区。因此，西风异常现象加剧了热带西太平洋和热带

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