热带海洋学报 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (1): 91-104.doi: 10.11978/2024238CSTR: 32234.14.2024238
收稿日期:2024-12-23
修回日期:2025-01-15
出版日期:2026-01-10
发布日期:2026-01-30
通讯作者:
杜岩。email: 作者简介:张涟漪(1993—), 男, 天津市人, 助理研究员, 主要从事海气相互作用与海洋动力过程方面的研究。email: lyzhang@scsio.ac.cn
*感谢两位审稿老师对本工作提出的建设性意见。感谢美国国家海洋和大气管理局(NOAA)提供ERSST资料, 欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供ERA5大气再分析资料, 和英国气象局哈德利中心(Met Office Hadley Centre)提供的EN4资料。感谢中国科学院南海海洋研究所高性能计算中心提供数据计算的支持
基金资助:
ZHANG Lianyi1(
), ZHANG Yuhong1,2, DU Yan1,2(
)
Received:2024-12-23
Revised:2025-01-15
Online:2026-01-10
Published:2026-01-30
Contact:
DU Yan. email: Supported by:摘要:
印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole, IOD)是印度洋固有的一种气候现象, 通常发生在北半球秋季, 会影响印度洋周边国家和地区乃至我国的天气、气候状况。IOD同时受到厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)和印度洋内部变率的影响。因增暖中心和气候影响的差异, ENSO被分为两种主要类型, 即东太平洋型(eastern Pacific, EP)和中太平洋型(central Pacific, CP)。然而, 当前研究并未充分讨论两种类型ENSO对IOD的影响机制, 也未量化两类ENSO和内部变率的影响程度。在此, 以上因素对IOD的贡献可以通过一种新型联合线性回归方法进行估算。该方法分离了两类ENSO与内部变率的影响, 结果表明印度洋内部变率是IOD海温变化主要来源, 占比可达60%以上; ENSO的总贡献约占三分之一, 其中以CP型为主, 而EP型则倾向于在极端事件中影响IOD。ENSO与内部变率对IOD的作用机制不同: ENSO主要通过沃克环流影响印度洋风场, 但因为EP型和CP型的增暖核心不同, 两者影响程度有所差异; 内部变率则倾向于通过印度洋内部的海洋过程造成海温异常进而引起IOD。此外, 由于厄尔尼诺生命期更长, 与之共发的IOD正事件有更大几率转化为下一年春季的印度洋海盆尺度增暖, 其中ENSO总贡献超过70%。虽然内部变率对该转化并无显著统计关系, 但强的IOD正事件仍有机会触发海盆尺度增暖。以上结果有助于提高对气候模态以及跨海盆相互作用的认识。
中图分类号:
张涟漪, 张玉红, 杜岩. ENSO与内部变率对印度洋偶极子影响的估算*[J]. 热带海洋学报, 2026, 45(1): 91-104.
ZHANG Lianyi, ZHANG Yuhong, DU Yan. Quantifying impacts of ENSO and internal variability on the Indian Ocean Dipole*[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2026, 45(1): 91-104.
图1
印度洋偶极子(IOD)的基本形态与具体量化 a. IOD盛期(北半球秋季, 9—11月)的海温(填色)、10m风场(箭头)、温跃层(打点, 红色和蓝色点分别表示温跃层变深或者变浅4m)的空间分布; 所有结果基于9—11月平均的偶极子指数(dipole mode index, DMI)回归到同时期各自变量的异常场; 只有通过95%置信度检验的结果被画出; 红色框和黑色框分别为IOD西极和东极的范围, 绿色框为中赤道印度洋纬向风指数的平均范围; 该图基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号为GS(2016)1561号的标准地图制作; b. 1941—2022年IOD盛期的DMI指数的量化, 黑色实线、蓝色柱体、红色柱体和黄色柱体分别表示原始(All)、东太平洋厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillations, ENSO)贡献的(EP-mode)、中太平洋ENSO贡献(CP-mode)的和独立于ENSO的部分(Non-ENSO)贡献的DMI, 图例中的百分数表示各组分方差解释率; 虚线和点线分别表示DMI的一倍和两倍标准差, 即0.42℃和0.84℃; c. IOD事件的平均与典型分类的贡献比例, 基于b中超过1个标准差进行筛选; 柱体上的百分数为该组分的贡献比例"
图4
热带印度洋的温跃层-SST-风正反馈耦合效率在各组分的表现 a. 原始变化中IOD东极海表温度(SST)与温跃层(D20)的散点图, 表示了温跃层-海温反馈; 图中蓝色线与红色线分别表示温跃层降低与升高对应SST下降与上升的对应关系, 回归方程与检验结果分别以同颜色写在两侧; b. 偶极子指数(DMI)与赤道印度洋纬向风(Ueq)的散点图, 表示了温度梯度-纬向风反馈; c. Ueq与D20的散点图, 表示了纬向风-温跃层反馈; 分开正负两侧分别回归表示IOD具有不对称性, 蓝色表示IOD正相位情况, 红色表示IOD负相位情况; 注, 中列DMI的横坐标为反序, 用以与其他两列对齐IOD正相位(蓝色); d—f, g—i, j—l: 类似于a—c, 但三组分别表示在EP-mode组分、CP-mode组分和Non-ENSO组分中的反馈效率情况"
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