比较不同定义下的热带印度洋海表温度偶极型与气候变化的关系

【摘要】：热带印度洋作为全球海洋的一个重要部分,在1997/1998年才引起人们更多的研究兴趣,而且关注的焦点首先放在了热带印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)上。Saji等(1999)根据赤道印度洋东、西部海温的反相变化,首先定义了赤道印度洋偶极子指数(DMI,Dipole Mode Index)。之后Hastenrath(2002)的研究指出,印度洋地区的这种偶极子变化应该看作是一种纬向海温梯度的变化,而不应该看作东、西海温差异的反位相振荡。选取东、西印度洋区域平均海温距平的差值作为热带印度洋偶极子指数,包括了两种情况,一种是东、西印度洋海温距平的反相变化(符号相反),另一种就是印度洋东、西部海温距平只是数值上存在大小差异(符号相同)。以上两种情况与海温背景场的关系也不同。第一种情况更加真实体现了东、西部海温异常的差异,并不依赖背景场的变化,属于严格意义上的偶极子(以下称偶极子);而第二种情况与海温背景场紧密联系,即在背景场上东、西印度洋海温异常的相对变化,仅表现为海温的纬向梯度(以下称纬向海温梯度)。因此本文主要讨论以上两种情况对气候影响是否存在较大的差别,对热带印度洋海温的纬向差异是否有必要划分为严格的偶极子或纬向梯度。本文利用Hadley气候预测和科研中心的海表温度资料和NCEP/NCAR再分析月平均资料,包括海表面气压、大气风场和垂直速度场等详细分析了热带印度洋东、西部海表温度异常对其上层大气的影响。研究表明:根据热带东、西印度洋SST的异常变化,可将纬向SST梯度具体划分为暖海温背景、冷海温背景和严格意义下的偶极子三类。冷海温背景与IOD型对应的纬向海温差异比较接近,尤其是负纬向差异,与暖海温背景差异较大。通过对不同纬向海温梯度类型相应的SLP,U,ω气象要素场的分析,认为纬向SST梯度与严格意义下的IOD型分布很相近,因此整体分析热带印度洋纬向SST差异对气候要素影响时,可以不必详细区分东西印度洋各自的海温变化情况,但背景场起到了一定的加强或减弱作用。