祝麗娟，王亞非，高橋正明

(1．衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點實驗室/國家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州310012;

2．中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點實驗室，北京100081;3．東京大學(xué)氣候系統(tǒng)研究中心，日本東京T153)

南海大氣季節(jié)內(nèi)振蕩特征及其與ENSO循環(huán)的關(guān)系

祝麗娟1，王亞非2，高橋正明3

(1．衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點實驗室/國家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州310012;

2．中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點實驗室，北京100081;3．東京大學(xué)氣候系統(tǒng)研究中心，日本東京T153)

采用1979—2009年NCEP/NCAR再分析資料、NOAA向外長波輻射(outgoing long-wave radiation，簡稱OLR)及擴展重建海表面溫度資料，對南海大氣季節(jié)內(nèi)振蕩(Intra-seasonal Oscillation，簡稱ISO)特征及其與ENSO循環(huán)的關(guān)系進行了診斷分析。結(jié)果表明:1)南海大氣ISO的30～60 d周期在5—10月均顯著。一般年南海大氣ISO的對流傳播在緯向上存在東傳和西傳，在經(jīng)向上具有南北半球季節(jié)性擺動的特征。以低頻動能表征的南海大氣ISO強度年代際變化特征明顯，近31 a來趨勢增強，年變化呈單峰結(jié)構(gòu)，峰值在7—8月。2)南海大氣ISO的對流與ENSO循環(huán)顯著相關(guān)，其強度在El Ni?o(La Ni?a)年減弱(增強)。與一般年對比，南海大氣 ISO對流在 El Ni?o和 La Ni?a年均表現(xiàn)為西傳減弱、北傳顯著。北傳特征表現(xiàn)為強對流活躍帶于春季(4—5月)北跳至北半球(在La Ni?a年最北可至35°N)，但在北半球的傳播方向與一般年相比存在顯著差異。3)南海大氣ISO強度與ENSO循環(huán)關(guān)系密切，在El Ni?o(La Ni?a)年減弱(增強)，兩者表現(xiàn)為約半年(6～8個月)的滯后相關(guān)。Ni?o3區(qū)海表面溫度異常序列與南海大氣ISO強度的相關(guān)在中西太平洋地區(qū)和El Ni?o成熟前的春、秋季最顯著，同時相關(guān)中心伴隨低頻動能高值區(qū)東移。

氣候?qū)W;南海;30～60 d季節(jié)內(nèi)振蕩;ENSO循環(huán);低頻動能

0 引言

大氣季節(jié)內(nèi)振蕩(Intra-seasonal Oscillation，簡稱ISO)，是由Madden和Julian在20世紀(jì)70年代首先利用坎頓島的緯向風(fēng)資料發(fā)現(xiàn)的(Madden and Julian，1971)，它已被視為重要的大氣環(huán)流系統(tǒng)之一，其活動及異常對不少地區(qū)的天氣和短期氣候都有重要影響，且其年際變化在熱帶中西太平洋地區(qū)最強(龍振夏和李崇銀，2001)。近十多年來，關(guān)于大氣ISO的研究，包括其結(jié)構(gòu)、預(yù)測機制及海氣相互作用等均已取得豐碩成果(李崇銀，2004;Lau and Waliser，2005;Zhang，2005;董敏和李崇銀，2007)。熱帶大氣ISO主要東傳，與熱帶地區(qū)的積云對流密切相關(guān)，因此，強對流中心隨著大氣ISO東傳，從印度洋東移到東太平洋，然后消失;其垂直方向上呈斜壓特點，水平傳播速度在東半球約6 m/s(龍振夏和李崇銀，2001)。關(guān)于ISO形成機制也有幾種不同解釋，如較著名的依靠積云對流加熱反饋的Wave-CISK機制(Chang and Lim，1988)、蒸發(fā)—風(fēng)反饋機制(Needlin et al.，1987)、外強迫激發(fā)機制(Li and Xiao，1992)，以及李崇銀(1993)提出的用以解釋熱帶大氣30～60 d低頻振蕩西傳的CISK-Rossby理論等。大氣ISO信號在許多氣象和海洋物理變量中被發(fā)現(xiàn)和證實，例如向外長波輻射(outgoing long-wave radiation，簡稱OLR)、降水和對流層高低層的緯向風(fēng)等。

熱帶大氣ISO與海表面溫度的關(guān)系一直倍受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。關(guān)于熱帶大氣ISO與ENSO循環(huán)的關(guān)系也有了深入研究，但到目前為止還爭論不休。Slingo et al.(1999)和 Hendon et al.(1999)發(fā)現(xiàn)有的海氣耦合模式在改善了ISO模擬后，對ENSO的模擬影響不大，認(rèn)為總體ISO活動與ENSO循環(huán)沒有關(guān)系。同時，有研究認(rèn)為，雖然ISO為季節(jié)內(nèi)尺度，而ENSO循環(huán)為年際時間尺度，但與兩者相聯(lián)系的異常對流活動和環(huán)流在空間分布上有很大相似性(Lau and Chan，1983);兩者存在某種內(nèi)部聯(lián)系，La Ni?a事件時，印度尼西亞區(qū)對流加強，日變更線附近對流受抑制，而El Ni?o事件時情況相反 (William，2001)。此外，大氣ISO年際異?？梢酝ㄟ^影響赤道東太平洋海表面溫度等海氣相互作用對El Ni?o事件起重要激發(fā)作用(李崇銀，1995)，其強度在El Ni?o事件發(fā)生后減弱或趨于不活躍(李麗平等，2009)。龍振夏和李崇銀(2001)進一步研究認(rèn)為，是春夏季的熱帶30～60 d低頻振蕩在El Ni?o事件形成中起了重要作用。由于熱帶大氣ISO是大氣環(huán)流和深厚對流的耦合模態(tài)，對流的局地性較強，而環(huán)流則范圍更大，表征對流和環(huán)流的要素特性就存在局地和非局地性(大范圍)的差異，由此得出的研究結(jié)果必然存在差異(李麗平等，2009)。

南海處于著名的東亞季風(fēng)區(qū)，地理位置特殊，存在活躍的大氣低頻變化(林愛蘭，1998)，尤其是南海南部(110～120°E，5～15°N)。南海大氣 ISO 在5—9月氣候平均狀況下有3次較明顯的活躍過程(琚建華等，2010)，對南海地區(qū)的熱帶氣旋活動及季風(fēng)爆發(fā)有重要影響(穆明權(quán)和李崇銀，2000)。由于受到來自周邊海域以及中低緯低頻信號的影響，南海地區(qū)ISO活動總體較為復(fù)雜，尤其是其傳播問題。李崇銀(1995)發(fā)現(xiàn)，熱帶大氣ISO雖在赤道地區(qū)主要表現(xiàn)為東傳，但仍可看到西傳的情況。梁建茵等(2005)通過分析云頂黑體溫度資料發(fā)現(xiàn)，南海及周邊地區(qū)ISO傳播具有多向性，包括了東向、西向和北向傳播，其中南海大氣50～70 d振蕩與ENSO循環(huán)密切聯(lián)系，經(jīng)向上以東傳為主，而13～36 d振蕩受ENSO影響不明顯，為局地現(xiàn)象且以西傳為主。賀懿華等(2006)進一步發(fā)現(xiàn)南海夏季風(fēng)ISO有明顯北傳現(xiàn)象且可影響到江淮地區(qū)。最近，鄭彬等(2011)同樣發(fā)現(xiàn)南海夏季風(fēng)ISO有明顯北傳，且比南傳分量顯著占優(yōu)，其主要影響因子是平均緯向風(fēng)垂直切變和平均經(jīng)向風(fēng)對異常水汽的輸送。到目前為止，人們對南海大氣ISO活動的認(rèn)識十分有限，需要進一步研究南海地區(qū)大氣ISO對流傳播、強度的年際變化及其與ENSO循環(huán)的聯(lián)系。因此，本文從緯向風(fēng)資料的小波分析入手，分析一般年南海地區(qū)大氣ISO對流和強度特征，并探討其年際變化與ENSO循環(huán)的聯(lián)系。

1 資料與處理

本文所用的資料包括:1)1979—2009年NCEP/NCAR逐日風(fēng)場資料，水平分辨率為2.5°(經(jīng)度)×2.5°(緯度)，垂直范圍為 1 000 ～10 hPa，共 17 層;2)來自NOAA的OLR月平均和日平均資料，分辨率為2.5°(經(jīng)度)×2.5°(緯度);3)1979—2009 年NOAA擴展重建海表面溫度，分辨率為2°(經(jīng)度)×2°(緯度)。本文采用的方法主要包括Morlet小波分析、Butterworth濾波以及相關(guān)、合成分析等。南海范圍定義為(110 ～120°E，10 ～25°N)。

1.1 海溫資料處理

圖1 給出了 Ni?o3 區(qū)(90 ～150°W，5°S ～5°N)海表面溫度異常(sea surface temperature anomaly，簡稱SSTA)的時間演變，它清楚地反映了El Ni?o和La Ni?a事件?？梢?，自 1979年以來，1982—1983、1986—1987、1991—1992、1997—1998、2002—2003、2004—2005、2006—2007、2009 年為 El Ni?o 年(SSTA 大于 0.5 ℃)，1984—1985、1988—1989、1995—1996、1998—1999、1999—2000 和 2007—2008 年為La Ni?a 年(SSTA 小于 -0.5 ℃)，而 1979、1980、1981、1990、1993、1994 和 2001 年則為無 El Ni?o 和La Ni?a事件影響的一般年。

1.2 季節(jié)內(nèi)變化周期的提取

首先分析南海大氣ISO季節(jié)內(nèi)變化的主要周期。在南海地區(qū)，年變化(季節(jié)循環(huán))占近一半的方差貢獻(梁建茵等，2003)。為了突出季節(jié)內(nèi)尺度的變化，有必要去除年時間尺度變化。分析前人定義季節(jié)內(nèi)振蕩指數(shù)的方法(Xue et al.，2002;Wheeler and Hendon，2004;琚建華等，2010)，發(fā)現(xiàn)高低層風(fēng)場在表現(xiàn)季節(jié)內(nèi)振蕩特征中起著非常重要的作用。因此，分別對一般年(圖 2)、El Ni?o 年和 La Ni?a 年南海區(qū)域平均850 hPa緯向風(fēng)進行小波分析，發(fā)現(xiàn)30～60 d周期在5—10月均顯著，其中El Ni?o年與一般年相似，30～60 d周期在6—9月較活躍，La Ni?a年在7—10月較活躍(圖略)。需要說明的是，本文所有合成分析均是針對經(jīng)30～60 d周期Butterworth濾波后的結(jié)果。

圖1 1979—2009年Ni?o3區(qū)SSTA的逐年變化Fig.1 Yearly variation of SSTA over Ni?o3 area from 1979 to 2009

圖2 一般年南海區(qū)域平均的850 hPa緯向風(fēng)異常的小波分析Fig.2 Wavelet analysis of the regional averaged 850 hPa zonal wind over the SCS during normal years

2 一般年南海大氣ISO特征

2.1 一般年南海大氣ISO的對流特征

分析與南海大氣ISO傳播相伴隨的對流特征(圖3)發(fā)現(xiàn):緯向上(圖3a)，存在以O(shè)LR正負(fù)異常中心交替出現(xiàn)表征振蕩的東傳和西傳，其中東傳于4月始于印度洋(60°E)，西傳于1月始于東太平洋(130°W)，兩支振蕩于9月交匯并持續(xù)到年末。注意到在80～90°E和100～110°E范圍分別存在一條低值帶，可能是陸地(印度半島和中南半島)的存在，在一定程度上削弱了不同海域間的聯(lián)系，因此，南海地區(qū)(110～120°E)OLR在30～60 d尺度的年變化上與西太平洋更加類似，這與梁建茵等(2005)的結(jié)論一致;經(jīng)向上(圖3b)，強對流活躍帶在冬半年位于南半球10°S附近，在春季(4—5月)北跳至南海地區(qū)(10～20°N)并持續(xù)到年末。此外，對流中心在北半球的傳播方向于9月后存在差異，由向南傳轉(zhuǎn)為向北傳，部分于11月減弱南撤。因此，南海大氣ISO在經(jīng)向上具有南北半球季節(jié)性擺動的特征，即北半球冬季活躍于南半球熱帶地區(qū)，夏季則活躍于南海地區(qū)，與赤道輻合帶相伴隨。

圖3 一般年大氣ISO對流(單位:W/m2)沿南海所在緯度(10～25°N;a)和經(jīng)度(110～120°E;b)平均的時間變化Fig.3 (a)Latitudinal(10—25°N)and(b)longitudinal(110—120°E)averaged distribution of ISO convection(units:W/m2)during normal years

2.2 一般年南海大氣ISO的強度特征

借鑒前人定義大氣ISO強度的方法(龍振夏和李崇銀，2001;Li et al.，2001;田華等，2010)，用低頻動能表征南海大氣ISO的強度。首先將850 hPa逐日風(fēng)場(u，v)進行30～60 d帶通濾波，得到低頻風(fēng)場(u'，v')，然后計算低頻動能 K=(u'2+v'2)/2。分析一般年南海大氣ISO的強度特征發(fā)現(xiàn):其具有明顯的年代際變化特征，近31 a來大氣ISO強度的總體趨勢增強(圖4);其年變化呈單峰結(jié)構(gòu)(峰值在7—8月)，5—10月均維持較大值(圖5)。

首先分析低頻動能作為表征大氣ISO強度的變量，是否能類似于OLR和渦度變量等(孫長等，2009)，表現(xiàn)出大氣ISO主要的東傳特征?圖6為一般年季節(jié)平均的低頻動能與850 hPa風(fēng)場的合成分布。可見:春季(3—5月)，低頻動能高值中心主要集中在印度洋和南海南部;夏季(6—8月)，高值中心北移至孟加拉灣及南海北部，且加強東移至西北太平洋，范圍大且強度強;秋季(9—11月)，高值中心繼續(xù)加強東移至中太平洋地區(qū);冬季(12月—次年2月)，低頻動能強度大大減弱，繼續(xù)東傳及南撤。因此，低頻動能可以較好地表征大氣ISO的東移特征，且其高值中心多數(shù)對應(yīng)于低層風(fēng)的氣旋式切變區(qū)，說明其與對流活動密切相關(guān)。

分析一般年大氣ISO強度特征可以發(fā)現(xiàn):緯向上(圖7a)，孟加拉灣區(qū)(80～95°E)存在強度較弱的東傳，菲律賓以東區(qū)(120～150°E)存在較強的西傳，南海地區(qū)低頻動能在30～60 d尺度的年變化上與菲律賓以東區(qū)更為類似，集中在7—10月。另外，在90～100°E和110～120°E范圍分別存在一條低值帶，同樣說明陸地對削弱不同海域聯(lián)系的影響，這與對流的緯向傳播類似(圖3a);經(jīng)向上(圖7b)，低頻動能于春季(4—5月)從南半球(10°S)北跳至南海范圍(10～20°N)，這與OLR低值區(qū)(可代表赤道輻合帶;圖3b)位置變化較一致，但兩者在北半球的傳播方向存在差異，即:低頻動能主要集中在10°N附近且以南傳為主，而對流于9月后發(fā)生改變(圖3b)。

圖5 1979—2009年南海地區(qū)大氣ISO低頻動能(單位:m2/s2)的逐月變化Fig.5 Monthly variation of ISO low frequency KE(units:m2/s2)over the SCS from1979 to 2009

3 南海大氣ISO與ENSO循環(huán)的關(guān)系

根據(jù)一般年南海大氣ISO特征可知，南海大氣ISO不僅存在30～60 d的季節(jié)內(nèi)變化，也存在明顯的年際變化，下面進一步探討其與作為年際變化背景場強信號的ENSO循環(huán)的聯(lián)系。

3.1 南海大氣ISO的對流與ENSO循環(huán)的關(guān)系

圖4 1979—2009年南海地區(qū)大氣ISO低頻動能(單位:m2/s2)的年際變化Fig.4 Interannual variation of ISO low frequency KE(units:m2/s2)over the SCS from 1979 to 2009

1979—2009年 Ni?o3區(qū) SSTA與南海區(qū)域OLR距平的相關(guān)系數(shù)為0.12，超過了0.05信度的顯著性檢驗，表明El Ni?o和La Ni?a事件發(fā)生對南海大氣ISO對流的年際變化影響顯著，在El Ni?o(La Ni?a)年，南海地區(qū) OLR 為正(負(fù))異常，即對流較弱(強)。這是因為 El Ni?o、La Ni?a 事件的發(fā)生對熱帶大氣環(huán)流有顯著影響，El Ni?o年沃克環(huán)流的上升支東移至日變更線附近，副熱帶高壓加強西伸，導(dǎo)致南?！坡少e海地區(qū)的上升運動減弱，即對流減弱，而 La Ni?a年則反之(梁建茵等，2005)。

圖6 一般年季節(jié)平均的大氣ISO低頻動能(單位:m2/s2)和850 hPa風(fēng)場(單位:m/s)合成分布 a.3—5月;b.6—8月;c.9—11月;d.12月—次年2月Fig.6 Composite distribution of seasonal averaged ISO low frequency KE(units:m2/s2)and 850 hPa wind(units:m/s)during normal years a.from March to May;b.from June to August;c.from September to November;d.from December to next February

圖8給出了 El Ni?o和 La Ni?a年南海大氣ISO的對流傳播情況。與一般年(圖3)對比，南海大氣ISO對流在El Ni?o和La Ni?a年均表現(xiàn)為西傳減弱(圖8a、c)、北傳顯著(圖8b、d)。北傳特征表現(xiàn)為強對流活躍帶于春季(4—5月)北跳至北半球(La Ni?a年最北可至35°N)，但在北半球的傳播方向與一般年(圖3b)相比存在顯著差異，即:El Ni?o年和La Ni?a年，對流帶于4—6月由南半球北傳至北半球，于6月前后則明顯南傳。此外，由OLR異常值表征的南海大氣ISO對流強度在La Ni?a 年較強，在 El Ni?o 年較弱。

3.2 南海大氣ISO的強度與ENSO循環(huán)的關(guān)系

El Ni?o年和 La Ni?a年南海大氣 ISO 強度的空間分布表明:La Ni?a年大氣ISO低頻動能最強，高值中心分布在孟加拉灣東部至南海南部;El Ni?o年大氣ISO強度最弱，高值中心分布與一般年相似，位于南海南部和菲律賓東部(圖略)。

圖7 大氣ISO低頻動能(單位:m2/s2)沿南海所在緯度(10～25°N;a)和經(jīng)度(110～120°E;b)平均的時間變化Fig.7 (a)Latitudinal(10—25°N)and(b)longitudinal(110—120°E)averaged distribution of ISO low frequency KE(units:m2/s2)over the SCS during normal years

圖8El Ni?o 年(a，b)和 La Ni?a年(c，d)OLR 異常(單位:W/m2)沿南海所在緯度(10 ～25°N;a，c)和經(jīng)度(110 ～120°E;b，d)平均的時間變化Fig.8 Latitudinal(10—25°N)and longitudinal(110—120°E)averaged distribution of OLR anomaly(units:W/m2)during(a，b)El Ni?o and(c，d)La Ni?a years

1979—2009年Ni?o3區(qū)SSTA與南海大氣ISO低頻動能異常的相關(guān)系數(shù)為-0.11，通過了0.05信度的顯著性檢驗，兩者為顯著負(fù)相關(guān)，即:El Ni?o(La Ni?a)年，南海地區(qū)大氣ISO強度減弱(增強)，這與觀測的對流強度情況一致。1979—2009年南海地區(qū)OLR距平與低頻動能年際變化的相關(guān)系數(shù)為-0.57，呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明南海大氣ISO對流的活躍程度與大氣ISO低頻動能緊密聯(lián)系，對流活躍時，大氣ISO強度更強。因此，El Ni?o和La Ni?a事件發(fā)生時，通過海表面溫度異常影響南海地區(qū)對流活動，從而對南海大氣ISO強度產(chǎn)生顯著影響。

由于最強El Ni?o發(fā)生在11月前后，所以計算了1979—2009年10—12月平均的Ni?o3區(qū)SSTA，得到了31個樣本的SSTA序列，然后計算其與全球季節(jié)平均低頻動能的相關(guān)系數(shù)。圖9為El Ni?o年合成的季節(jié)平均低頻動能距平以及相關(guān)系數(shù)的空間分布。可見，1)從低頻動能分布(等值線)來看，在El Ni?o成熟前的冬季(12月—次年2月)，低頻動能高值中心位于印度尼西亞至菲律賓以東的熱帶西太平洋地區(qū)(圖9a);春季(3—5月)，高值中心向北擴散且加強東移(圖9b);夏季(6—8月)，高值中心繼續(xù)加強且北抬至南海、菲律賓以東地區(qū)(圖9c);秋季(9—11月)，El Ni?o已基本形成，高值中心維持在南海及菲律賓以東地區(qū)(圖9d)。2)從相關(guān)系數(shù)分布來看，Ni?o3區(qū)SSTA序列與低頻動能的相關(guān)性在中西太平洋地區(qū)及El Ni?o成熟前的春秋季最顯著，冬季最弱，且相關(guān)中心隨低頻動能高值區(qū)東移。

為了定量研究南海大氣ISO強度與ENSO循環(huán)的關(guān)系，進一步計算滯后相關(guān)。由圖10可見，兩者存在約半年(6～8個月)的滯后相關(guān)，呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(通過0.05信度的顯著性檢驗)，即El Ni?o(La Ni?a)事件發(fā)生約半年后，南海大氣ISO強度顯著減弱(增強)。注意到南海大氣ISO強度超前或滯后 El Ni?o(La Ni?a)事件約3 a(36 ～40 個月)時，兩者為顯著的正相關(guān)關(guān)系，即南海大氣ISO強度與El Ni?o(La Ni?a)事件爆發(fā)具有約3 a尺度的周期，這可能與ENSO循環(huán)的3～7 a周期存在一定聯(lián)系。

圖9 合成的大氣ISO低頻動能距平及相關(guān)系數(shù)的空間分布(等值線為El Ni?o年季節(jié)平均的低頻動能距平，陰影區(qū)表示1979—2009年大氣ISO低頻動能與Ni?o3區(qū)SSTA相關(guān)系數(shù)通過0.05信度的顯著性檢驗)a.12月—次年2月;b.3—5月;c.6—8月;d.9—11月Fig.9 Composite distribution of ISO low frequency KE anomaly and correlation coefficient(Isolines indicate seasonal averaged ISO low frequency KE anomaly during El Ni?o years;Shadings show correlation coefficient between ISO KE and SSTA over Ni?o3 area from 1979 to 2009，exceeding 0.05 significance level) a.from December to next February;b.from March to May;c.from June to August;d.from September to November

圖10 1979—2009年Ni?o3區(qū)SSTA與南海大氣ISO低頻動能距平的滯后相關(guān)(橫軸為南海大氣ISO序列超前或滯后Ni?o3區(qū)SSTA的月數(shù)，負(fù)值表示南海ISO落后;虛線代表0.05顯著性水平)Fig.10 Lag correlation coefficients between SSTA over Ni?o3 area and ISO low frequency KE anomaly over the SCS from 1979 to 2009(Horizontal axis indicates the lagged or leading months between ISO activity and SSTA，and negative value indicates ISO activity lagged.Dotted lines indicate the 0.05 significance level)

4 結(jié)論

南海大氣ISO的30～60 d周期在5—10月顯著。南海大氣ISO具有明顯的年際變化特征，其對流和強度與ENSO循環(huán)顯著相關(guān)。本文通過對南海大氣季節(jié)內(nèi)振蕩(ISO)特征及其與ENSO循環(huán)的關(guān)系進行診斷分析，得到如下結(jié)論:

1)通過對一般年南海大氣ISO對流和強度的分析，得到南海大氣ISO特征:緯向上，南海大氣ISO存在東傳和西傳，其中東傳于4月始于印度洋(60°E)，西傳于 1 月始于東太平洋(130°W)，兩支振蕩于9月交匯并持續(xù)到年末;經(jīng)向上，南海大氣ISO存在南北半球季節(jié)性擺動的特征，即北半球冬季活躍于南半球熱帶地區(qū)，夏季則活躍于南海地區(qū)，與赤道輻合帶相伴隨，但是南海大氣ISO強度與對流在北半球的傳播方向上存在差異。此外，南海大氣ISO強度年代際變化明顯，近31 a來趨勢增強;年變化呈單峰結(jié)構(gòu)，峰值在7—8月，5—10月維持較大值。

2)南海大氣ISO的對流與ENSO循環(huán)顯著相關(guān)，其強度在 El Ni?o(La Ni?a)年減弱(增強)。與一般年對比，南海大氣ISO對流傳播在El Ni?o和La Ni?a年均表現(xiàn)為西傳減弱、北傳顯著。北傳特征表現(xiàn)為強對流活躍帶于春季(4—5月)北跳至北半球(在La Ni?a年最北可至35°N)，但在北半球的傳播方向與一般年相比，于9月后存在顯著差異。

3)南海大氣ISO的強度與ENSO循環(huán)關(guān)系密切，在 El Ni?o(La Ni?a)年減弱(增強)，且其與Ni?o3區(qū)海溫異常序列的相關(guān)在中西太平洋地區(qū)和El Ni?o成熟前的春秋季最顯著，冬季最弱，且相關(guān)中心隨低頻動能高值區(qū)東移。兩者存在約半年(6～8個月)的滯后相關(guān)關(guān)系，為顯著負(fù)相關(guān)(通過0.05 信度的顯著性檢驗)，即 El Ni?o(La Ni?a)事件發(fā)生約半年后，南海大氣ISO強度顯著減弱(增強)。計算相關(guān)發(fā)現(xiàn)，南海大氣ISO對流的活躍程度與大氣ISO強度成正比，因此認(rèn)為當(dāng)El Ni?o和La Ni?a事件發(fā)生時，通過東太平洋海表面溫度異常影響南海地區(qū)對流活動，從而對南海大氣ISO強度產(chǎn)生顯著影響。

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(責(zé)任編輯:倪東鴻)

Characteristics of ISO over the South China Sea and its relationship with ENSO cycle

ZHU Li-juan1，WANG Ya-fei2，Masaaki Takahashi3
(1.State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics/Second Institute of Oceanography，State Oceanic Administration，Hangzhou 310012，China;2.State Key Laboratory of Severe Weather，Chinese Academy of Meteorological Sciences，Beijing 100081，China;3.Center for Climate System Research，University of Tokyo，Tokyo T153，Japan)

The characteristics of the 30—60 d intra-seasonal oscillation(ISO)over the South China Sea(SCS)and its relationship with ENSO cycle are diagnosed by using the NCEP/NCAR reanalysis data，NOAA outgoing long wave radiation(OLR)data and extended reconstructed sea surface temperature from 1979 to 2009.The results are as follows:(1)The 30—60 d period of the ISO over the SCS is significant from May to October.The ISO over the SCS during normal years，which is represented by the convection in company with the ISO，presents eastward and westward longitudinal propagation and seasonal latitudinal sway between the two hemispheres.The ISO intensity over the SCS represented by the low frequency kinetic energy(KE)shows interdecadal variation with an increasing trend during the past 31 years as wellas monthly change with a peak from July to August.(2)The ENSO cycle has a significant influence on the ISO convection over the SCS，and the convection intensity tends to be suppressed(intensified)during El Ni?o(La Ni?a)years.In contrast with normal years，the westward propagation of the ISO convection over the SCS weakens while the northward spread is notable during both El Ni?o and La Ni?a years.The northward spread is characterized by the northward leap of active convection band from the Southern Hemisphere to the Northern Hemisphere in the spring(from April to May)，and the band can reach 35°N during La Ni?a years.However，the spread direction in the Northern Hemisphere is distinctly different from that in the normal years around September.(3)The ISO intensity over the SCS has a close relationship with ENSO cycle.The ISO intensity would weaken(strengthen)during El Ni?o(La Ni?a)years and has about half a year(6—8 months)lag correlation with the occurrence of mature El Ni?o(La Ni?a)event.The correlation between ISO intensity and the sea surface temperature anomaly over the Ni?o3 region is the most striking over the western and central Pacific in the spring and autumn before the mature El Ni?o occurs.The correlation centers also spread eastward accompany with the high value centers of low frequency KE.

climatology;South China Sea;30—60 day intra-seasonal oscillation;ENSO cycle;low frequency kinetic energy

P466

A

1674-7097(2014)01-0009-10

祝麗娟，王亞非，高橋正明.2014.南海大氣季節(jié)內(nèi)振蕩特征及其與ENSO循環(huán)的關(guān)系［J］.大氣科學(xué)學(xué)報，37(1):9-18.

Zhu Li-juan，Wang Ya-fei，Masaaki Takahashi.2014.Characteristics of ISO over the South China Sea and its relationship with ENSO cycle［J］.Trans Atmos Sci，37(1):9-18.(in Chinese)

2012-05-02;改回日期:2013-09-06

國家海洋局青年海洋科學(xué)基金(2013256);國家自然科學(xué)基金資助項目(41375091);國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2012CB417202);災(zāi)害天氣國家重點實驗室基本科研業(yè)務(wù)費

王亞非，研究員，研究方向為東亞季風(fēng)和大尺度環(huán)流機理，yfwang@cams.cma.gov.cn.