热带太平洋次表层海温变化及其与ENSO循环的研究

随着全球变暖和各种极端天气事件发生频率的增加，气候变化已成为全世界关注的焦点问题，ENSO事件是年际尺度上气候变化的最强信号，它的影响波及到世界各地，所以，对ENSO事件进行深入研究，弄清其发生机制，具有重要的科学意义。虽然，目前对ENSO事件的研究已经取得了巨大成果，但仍不能对其发生发展的全过程进行准确的预测，因此，仍需要对其进行深入研究，本文正是从热带太平洋次表层温度场和流场的变化着手，对ENSO循环过程中的相关机理进行研究。 通过对TOGA/TAO、SODA和NCEP等海洋大气实测和再分析资料的分析，研究了热带太平洋次表层海温和流场的变化特征，分析了它们的变化机理，进而深入探讨了它们与ENSO事件的相互关系，并利用全球海洋数值模式的敏感性试验，探讨了大气风场的变化对海洋次表层要素的影响，主要得到以下结论： 1. 上世纪70年代末的气候突变之后，用28℃定义西太平洋暖池（WPWP），已不能合理的描述WPWP的基本特征。我们通过对比分析提出，用28.5℃来定义WPWP更合理，这一定义即可以充分反映WPWP突变前的特征，又能够合理的反映WPWP突变后的特征；对新定义的WPWP区域不同深度的海温距平的分析表明，次表层（148m）海温距平的变化趋势和变化幅度与表层和深层的变化差异较大，次表层海温的变化幅度最大并且年代际变化趋势与上下层正好相反；进一步的研究表明，WPWP次表层海温的年代际变化与PDO的变化有一定关系。 2. 利用热带太平洋次表层海温的变化特征，定义了表征ENSO事件的新指数——赤道太平洋温跃层海温振荡指数（EPOI），与其它ENSO指数相比，EPOI将东、西太平洋次表层海温的变化信息都包括在内，能够较全面的反映出ENSO事件的变化特征，特别是EPOI可以较好的反映出ENSO循环的年代际变化特征。另外，EPOI的变化比ONI的变化超前2个月，更有利于对ENSO事件的提前预报。由于EPOI主要反映海洋次表层的变化特征，因此能够更好的满足对ENSO机理研究的需要。 3. 赤道潜流距平场的EOF分析表明，其前两个模态的方差贡献较大，第一模态方差贡献为30.75%，主要反映东太平洋赤道潜流的变化特征；第二模态方差贡献为16.18%，主要反映中太平洋赤道潜流的变化特征。赤道潜流前两个模态与ENSO指数的变化有很好的相关关系，其中东太平洋潜流在滞后ENSO指数1个月时，二者达到最大负相关（r=-0.74）。中太平洋赤道潜流的变化对“东部型”和“中部型”El Niño事件的形成有一定影响。“东部型”El Niño事件发生前，中太平洋赤道潜流异常增强，次表层异常海温信号随着潜流中心迅速向东移动到达东太平洋，使得“东部型”El Niño事件爆发；而“中部型”El Niño事件发生前，中太平洋赤道潜流则异常减弱，西太平洋异常海温信号不能迅速向东传播，而是在中西太平洋堆积并向上扩展，使得异常海温首先在中太平洋出现，“中部型”El Niño事件爆发。 4. ENSO循环过程中，异常冷（暖）信号之所以在8ºN-10ºN附近向西传播的原因较多，其中温跃层深度在8ºN-10ºN的特殊分布特征对其有一定贡献，具体表现为在北半球8ºN-10ºN正好是温跃层深度较浅的区域，该区域的温跃层相当于从东到西的一个海下“山脊”，使得来自南北两侧的异常信号都很难穿过这一区域，而只能沿该纬度向西传播；而南半球的温跃层对来自赤道地区的异常信号没有阻挡作用，使其可以直接传播到高纬度地区。ENSO信号的强度在传播过程中发生了明显的变化，主要是ENSO事件爆发后，4-5年的周期信号并没有传到东太平洋10ºN附近，在从东到西的传播过程中，4-5年的周期信号有所增加，但增加的幅度较小。在西太平洋有来自南、北半球中高纬度异常信号的补充，从而使得ENSO循环得以维持。 5. 数值模拟表明，不同区域风应力的变化对海洋的影响各不相同。赤道地区风应力对海洋的影响主要通过纬向分量的变化来产生作用，它的变化主要对赤道次表层海温的变化产生影响，并且东西太平洋呈现反位相变化趋势；而对流场的影响则是上下层反位相变化。北太平洋副热带地区风应力的变化对海洋的影响与赤道有明显不同，对温度场的影响表现为东西太平洋次表层海温的变化一致，而对流速的影响则是东西太平洋反位相变化。

孟加拉湾表层盐度季节变化和ENSO循环的拓展伴随模态分析

本文采用旋转经验正交函数分析和拓展伴随模态分析方法研究孟加拉湾表层盐度的季节变化，结果表明其主要特征是西北淡水羽（位于湾的西北部）和东北淡水羽（位于湾的东北部）的季节性演变。西北淡水羽始于7月初，8月底达到峰值，10月底转变为湾形淡水羽；湾形淡水羽集中分布在孟加拉湾的西北和东北沿岸附近，并在第2年1月转变为东北淡水羽。 孟加拉湾北部的环流（地转流+Ekman漂流）对淡水羽的形成和演变起重要作用。Sverdrup环流，代表对风应力的正压响应，能部分解释除了秋季湾形淡水羽的东支之外淡水羽的形成机制和演变过程。海表淡水通量与淡水羽在空间上分布不一致：当孟加拉湾东北部的海表淡水通量急剧增加（减少）时，西北淡水羽（湾形淡水羽的东支）产生，所以海表淡水通量不是淡水羽的形成和演变的主要原因。此外，孟加拉湾周边河流的径流量可能只是淡水羽的主要淡水来源，而与淡水羽的形成和演变关系不大。 初步研究了孟加拉湾北部盐度对海面高度异常的影响，结果表明Ekman 抽吸对孟加拉湾的海面高度异常起着主要作用，热量通量和淡水通量起次要作用。7－12月，孟加拉湾北部的淡水通量决定北部的海面比容高度异常；1－3月，热量通量对海面比容高度异常起主要作用；4－6 月，热量通量和淡水通量在不同时空对孟加拉湾北部的海面比容高度异常起不同的作用。 同样，采用拓展伴随模态分析方法研究ENSO循环的暖位相——El Niño，表明必须将中低纬度印度洋和太平洋海气系统作为一个整体来研究El Niño；证实了正是直接来自南北中纬度太平洋的异常西风爆发和海面风辐聚所驱动的近赤道异常表层海水东移和经向辐聚，而不是Kelvin波，造就了El Niño现象的增温信号。El Niño事件中海洋和大气具有明显不同的性态：气候系统中并不存在一个相对独立的热带太平洋大气变异，但是的确存在一个相对独立的热带太平洋海洋变异。总体上而言：El Niño事件早期主要是大气驱动海洋，晚期主要是海洋驱动大气。 研究结果显示拓展伴随模态分析方法是研究ENSO循环和海洋水文特征形成机制的有力工具。

全新世亚洲季风, ENSO及高北纬度气候间的关联

着重评述全新世东亚季风与印度季风之间, 季风与厄尔尼诺/南方涛动现象之间, 以及它们与北大西洋气候变化之间关联方面的研究进展. 近年来的观测和气候代用记录显示, 在年际至轨道时间尺度上, 两季风强度变化存在反相变化关系, 它与赤道太平洋上的厄尔尼诺现象和北大西洋深层水变化之间可能有密切联系. 发生在全新世的4k 事件和8k 事件, 可能是两次严重的古厄尔尼诺事件, 集中地反映了这些重要气候变化现象和过程之间的相互作用和影响. 为了深入认识这些古气候现象之间的关系, 今后应加强亚洲季风区划及季风代用记录的对比, 加强赤道太平洋高分辨率SST 代用记录及古气候模拟研究工作.

Atmospheric neutrino oscillation analysis with subleading effects in Super-Kamiokande I, II, and III

We present a search for nonzero θ13 and deviations of sin2θ23 from 0.5 in the oscillations of atmospheric neutrino data from Super-Kamiokande I, II, and III. No distortions of the neutrino flux consistent with nonzero θ13 are found and both neutrino mass hierarchy hypotheses are in agreement with the data. The data are best fit at Δm2=2.1×10-3eV2, sin2θ13=0.0, and sin2θ23=0.5. In the normal (inverted) hierarchy θ13 and Δm2 are constrained at the one-dimensional 90% C.L. to sin2θ13<0.04(0.09) and 1.9(1.7)×10 -3<Δm2<2.6(2.7)×10-3eV2. The atmospheric mixing angle is within 0.407≤sin2θ23≤0.583 at 90% C.L. © 2010 The American Physical Society.

Impact of the Interdecadal Pacific Oscillation on Tropical Cyclone Activity in the North Atlantic and Eastern North Pacific.

Tropical cyclones (TCs) are among the most devastating weather systems affecting the United States and Central America (USCA). Here we show that the Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) strongly modulates TC activity over the North Atlantic (NA) and eastern North Pacific (eNP). During positive IPO phases, less (more) TCs were observed over NA (eNP), likely due to the presence of stronger (weaker) vertical wind shear and the resulting changes in genesis potential. Furthermore, TCs over NA tend to keep their tracks more eastward and recurve at lower latitudes during positive IPO phases. Such variations are largely determined by changes in steering flow instead of changes in genesis locations. Over the eNP, smaller track variations are observed at different IPO phases with stable, westward movements of TCs prevailing. These findings have substantial implications for understanding decadal to inter-decadal fluctuations in the risk of TC landfalls along USCA coasts.

Los excesos de agua edáfica y su relación con el ENSO en la región Pampeana

p.161-167

Análisis de la sensibilidad de distintos índices del ENSO para explicar los rendimientos de maíz en la región pampeana

p.53-60

Efectos del ENSO sobre las probabilidades de períodos secos derivadas de modelos markovianos de primer orden, en La Pampa

p.71-76

Ecological effects of the North Atlantic oscillation

Climatic oscillations as reflected in atmospheric modes such as the North Atlantic Oscillation (NAO) may be seen as a proxy for regulating forces in aquatic and terrestrial ecosystems. Our review highlights the variety of climate processes related to the NAO and the diversity in the type of ecological responses that different biological groups can display. Available evidence suggests that the NAO influences ecological dynamics in both marine and terrestrial systems, and its effects may be seen in variation at the individual, population and community levels. The ecological responses to the NAO encompass changes in timing of reproduction, population dynamics, abundance, spatial distribution and interspecific relationships such as competition and predator-prey relationships. This indicates that local responses to large-scale changes may be more subtle than previously suggested. We propose that the NAO effects may be classified as three types: direct, indirect and integrated. Such a classification will help the design and interpretation of analyses attempting to relate ecological changes to the NAO and, possibly, to climate in general.