基于多卫星数据的北印度洋地区东北季风降水和 近地面大气风辐合的关系外文翻译资料

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基于多卫星数据的北印度洋地区东北季风降水和

近地面大气风辐合的关系

Satya Prakashbull;R.M.Gairola

（地球，海洋，大气，行星科学与应用领域，空间应用中心大气与海洋

科学小组，艾哈迈达巴德380 015，印度）

摘要:东北季风降水（NEMR）在北印度洋（NIO）的年降水量约占20-40％。在目前的研中，NEMR与近地表大气风辐合（NSAWC）之间在北印度洋(NIO)的关系是使用高分辨率多卫星数据进行证实。本研究采用热带降雨测量任务多卫星降水分析的降水产品和空间分辨率为的多平台的交叉校准的近地表风产品。热带印度洋上的大尺度NSAWC和辐散图是由1988 - 2010年月尺度风力产品产生的。对连续两次反常印度洋偶极子（IOD）2005年（负）和2006年（正）进行了初步分析。NIO的降雨率和NSAWC场的独特空间模式清楚地显示了东南赤道印度洋（EEIO）异常IOD事件的演变。 南部EEIO区域中区域平均的候时间NSAWC序列表明，在这两个东北季风年份，变率与降水率同位相发生。 此外，1998-2010年南方EEIO区域平均候降水量与风的辐合的散点图显示出统计学上显着的线性相关性，表明NSAWC在调节NEMR方面起着关键作用。

关键词：东北季风降水；近地面大气风辐合；印度洋偶极子；北印度洋

１　引言

东北季风降水（NEMR）是一个为期3个月的时期（10月 - 12月），对印度半岛，斯里兰卡和周边海洋地区的年降雨量贡献很大一部分，并对这些地区造成了极大的社会经济影响（Zubair和Ropelewski　2006）。 NEMR在印度半岛表现出较大的时空变化，而印度洋偶极子（IOD）现象直接影响印度南部的NEMR变率（Kripalani和Kumar　2004）。此外，厄尔尼诺南方涛动（ENSO）与NEMR在印度南部和斯里兰卡之间的密切关系它的微弱加强由Zubair和Ropelewski（2006）和Kumar等人（2007）。此外，Geethalakshmi等（2009）表明，IOD和NEMR之间的关系比ENSO和NEMR之间的关系弱得多。 最近，Prakash等人（2012, 2013）报道了近十年来印度半岛IOD与NEMR之间关系一直在弱化。Sreekala等人（2012）最近概述了ENSO，IOD和赤道印度洋涛动（EQUINOO）对印度半岛印度NEMR年际变率的影响。

热带印度洋（TIO）上的大规模辐合带在印度陆地上调节水分和调节降雨方面发挥着重要作用。McMurdie等人（1987）显示来自Seasat-A卫星散射仪（SAAS）的风的辐合/辐散模式与针对中纬度气旋的扫描多通道微波辐射计（SMMR）的水蒸气和降雨模式一致。Banacos和Schultz（2005）表明水平质量辐合与湿度通量辐合直接成正比，更适合于对流启动诊断，并可用于天气尺度的降雨预报。 Luis and Pandey（2004, 2005）首先使用散射计风矢量绘制了印度洋近地面大气风辐合（NSAWC）和辐散模式，并分别展示了阿拉伯海（AS）和孟加拉湾（BOB）的NSAWC异常与夏季风降水在印度西海岸和恒河西孟加拉邦降的显著线性关系。此外，印度洋南部（SIO）的空间平均散度时间序列和印度季风降水显示出近乎同期的关系，时间滞后1 - 2月（Luis and Pandey 2005）。他们提出使用NSAWC作为夏季季风降水预报的代用变量。 Meenu等人最近研究了海面温度（SST）和大尺度NSAWC在调节TIO云量方面的作用（2012）。他们认为，大体上，在TIO最温暖的SST与最大的NSAWC并不一致。然而，NSAWC对NEMR的作用目前尚未得到调查，在全球变暖情景下呈现出相当大的增长趋势（Prakash et al．2013）。随着气象卫星的出现，现在有可能充分研究风的辐合/辐散与地面降水率之间的关系。

在本研究中，使用多卫星数据证明了NEMR和NSAWC在北印度洋（NIO）之间的关系。对2005年和2006年连续两次异常IOD事件进行了初步分析。2005年被确定为异常负IOD年，而2006年是过去三十年中第三大正IOD事件（Horii et al．2008）。由于印度洋和太平洋之间的相互反馈，2006年的正IOD还伴随着弱的El Ninoo（Yamanaka et al．2009）。Vinaychandran等人（2007），堀井等人（2008），和Prakash等人 （2012），详细研究了2005年和2006年异常IOD事件的表面状况和演变。 2005年异常负IOD年与过量季节NEMR和和BOB地区气旋活动增强有关，而2006年正IOD年则与正常NEMR和在BOB气旋活动受到抑制有关（Prakash et al．2012)。

２　数据和方法

热带降雨测量任务（TRMM）多卫星降水分析（TMPA）第7版（V7）是一种标准和经过仪表校正的降雨监测产品，采用对地静止红外数据和微波观测资料（Huffman et al．2007），空间分辨率，时间分辨率（3小时，每日和每月）。TMPA研究第6版监测产品已经经过重大修订，因此2012年5月发布了第7版监控产品。但2012年11月在V7监控产品中发现了一些处理问题，并且在追加处理后，该产品将在2012年12月被新的V7监控产品取代，新的V7监控产品应用在在这个研究中。为了研究最近发布的V7在NIO上相比V6的主要变化，图1显示了东北季风季节（1998-2010）通过TMPA V7和V6导出的平均降雨率之间的差异。山区和沿海地区差异较大，主要受雨量计分析变化的驱动（通过与GJ Huffman博士的个人交流）。造成这些差异的原因是，TMPA V7使用最新版本的全球降水气候中心（GPCC）V4全面分析直到2010年以及此后的GPCC V6监测分析。此外，GPCC继续收集更多数据，改善气候和个别月份。然而，在海洋地区，与V6相比，V7在BOB和赤道印度洋上的降雨量相对较高。V7在NIO的变化原因如下：（1）TMPA-V6包括2000-2007年5月特别是2003-2007年5月的缺乏先进微波探测装置（AMSU）降水估计；而当前先进微波探测装置（AMSU）被广泛应用，（2）TRMM校准仪器（TCI）显示V6到V7有一个微弱的增加，以及（3）校准后的微波数据比TCI校准器高3-5％，原因尚未可知。

在交叉校准多平台（CCMP）项目下推导出的增值5天和月平均海面风也被用于研究NIO的大尺度NSAWC模式。CCMP数据集，通过使用使用​​变分分析方法，提供来自多卫星测量的高空间分辨率（）的交叉校准卫星风（Atlas et al．2011）。NIO地区矢量风中的NSAWC是使用Luis和Pandey介绍的方法进行计算(2004, 2005)。

其中u和v分别是以为单位的纬向和经向风分量。C的正（负）值表示辐合（辐散）。

图1 东北季风季节（1998-2010）通过TMPA V7和V6导出的平均降雨率之间的差异

3 结果与讨论

3.1 NSAWC和NEMR在气候上的空间分布

图2展示了TIO地区从1988年至2010年CCMP数据导出的NSAWC和散度模式的月平均地图。在NIO，季风的季节变化在地图上得到了很好的反映。在西南季风季节，来自SIO的越赤道气流穿过赤道，并以西南风到达印度陆地，并为该地区降雨。印度北部季风季节期间印度地区的低空风从西南向东北方向转变，原因是印度北部陆地降温，导致来自NIO与东南信风汇合的风较弱。在从喜马拉雅山和印度恒河平原到印度洋的旅途中，寒冷干燥的风得到了来自BOB的水分，并且在印度南部半岛和周围的海洋地区发生强烈降水（Kripalani和Kumar 2004）。东南风在全年主导SIO，这是造成该地区强烈辐散的原因。总的来说，大尺度的NSAWC和辐散特征与Luis和Pandey先前的研究（2005）非常一致。高度辐合区位于赤道与1月至4月的10°S之间，受西南季风的影响，从5月中旬开始向北移动。在夏季强烈季风期间的几个月（7月至8月），AS西南地区强烈辐合（），由于强烈的季风风，在BOB地区的北部和东部也是较强的辐合区。随着西南季风季节的后撤，在东北风的影响下，高度辐合区域从10月份开始向南移动。 辐散区全年位于南纬15°S以南，在印度洋东南部的北半球秋季最强烈。

图2 近地层平均大气风辐合的空间分布（阴影区，）从1988年至2010年

CCMP数据导出的热带印度洋上的风矢量

图3a描述了基于1998-2010年TMPA-V7数据在东北季风季节NIO地区和周围大陆的平均季节降雨量。本季节900-1500毫米的最大季节降雨量发生在赤道东印度洋（EEIO），印度尼西亚，马来西亚和中国南海。来自印度北部的东北低空风带来了BOB的水分，并与来自西太平洋的强烈东风相互作用，导致在EEIO及其邻近地区出现强降水（Prakash et al．2013）。然而，南部的BOB和西部的赤道印度洋在本季节期间会有中等雨量（300-700毫米）。 印度北部在这个季节的降雨量微不足道。NEMR对这些地区年降雨量的贡献百分比如图3b所示。印度半岛东南部，斯里兰卡和邻近海域在本季节期间的降雨量达到年降雨量为50-70％，而赤道印度洋则从NEMR得到的降雨量占年降水量的20-40％。这清楚地表明NEMR对这些地区的年降雨量有显着贡献。 因此，了解其变化性和遥相关性非常重要。

图3 a图为基于1998-2010年TMPA-V7数据在东北季风季节NIO地区和周围大陆的平均季节降雨量（单位：毫米）b图为NEMR对这些地区年降雨量的贡献百分比

图4 2005年和2006年东北季风季节降水率的逐月空间分布图

3.2 NEMR和NSAWC在印度洋偶极子年2005年和2006年的对比

为了证明NIO和NSAWC在NIO中的关系，如前所述选择了连续两次对比IOD年（2005）（负值）和2006年（正值）。根据印度气象局（IMD）的报告，印度半岛上空的东北季风发生于2005年10月12日，早于正常日期约一周的时间，两个气旋风暴和三个低压在本季节形成于BOB，而在2006年10月19日开始，在整个季节报告的BOB中仅发生一次气旋风暴。图4描绘了2005年和2006年东北季风季节降水率的逐月空间分布图。2005年10月和11月，印度南半岛印度的降雨量为15-18毫米每天，导致该地区季节性降雨量过多。 在十二月份，2005年期间南部海湾地区的高降雨区域向东移动。与印度洋西部相比，东部印度洋在整个季节期间也遭受了大量降雨。2006年10月，印度半岛半岛和斯里兰卡在10月29日至30日期间由于BOB中西部中心的气旋风暴“Ogni”的发展而获得了15至18毫米每天的较高降雨量。 西部的赤道印度洋和北部的EEIO也是在季节内收到较高的降雨量，而南方EEIO在受到强烈的正IOD影响的情况下，10月和11月的降雨量异常很少。 随着12月正IOD的开始结束（Prakash et al．2012）EEIO南部和赤道中部印度洋本月的降雨量相当多。

图5 分别由2005年和2006年NIO地区东北季风季节的风矢量得到的CCMP逐月近地面大气风辐合NSAWC的空间分布图（阴影；）

使用公式（1）计算的NIO地区东北季风季节的NSAWC的空间分布图都在图5。 辐合图展示了在此季节对比特征，并与观测到的NIO降雨模式相当一致。 在这个季节，AS较高的辐散导致该地区的微弱降雨量。2005年东印度洋上空的强烈的西赤道风（Wrytki 急流）导致了更多辐合，而2006年则没有（Vinaych

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