利用ERA-Interim再分析资料和MERRA-2再分析资料,结合SWOOSH卫星资料,分析了平流层水汽的分布与变化特征,探讨了ENSO影响平流层水汽的季节演变及机制,探寻极端厄尔尼诺事件对平流层水汽的影响。
1. 平流层水汽具有非常明显的垂直结构特征。不同纬度带的平流层水汽含量在不同高度上存在明显差异。热带地区的水汽含量在对流层顶附近明显高于南北半球,而在平流层中上层始终低于南北半球。此外,平流层水汽还存在明显的季节变化和年际变化特征。平流层低层的水汽季节变化最强烈,而平流层中上层水汽的季节变化较弱。从变化趋势来看,平流层下层和平流层上层的水汽趋势具有相反的变化特征。
2. 厄尔尼诺事件在冬季和春季都使热带低平流层变湿润,拉尼娜事件在冬季和春季都使热带低平流层变干燥,然而这种湿润/干燥的效应都在春季更加强烈。热带对流层顶温度对ENSO的响应具有滞后效应,即厄尔尼诺/拉尼娜活动期间春季平流层低层的延迟变暖/变冷。
3. 厄尔尼诺引起的行星波活动增强会导致BD环流增强,与BD环流有关的平流层上升流会使平流层低层的温度降低,而这种BD环流引起的平流层低层异常变冷效应在冬季达到最强但在接下来的春季衰减,因此厄尔尼诺活动的春季平流层低层更加温暖,导致热带低平流层变得更加湿润。
4. 极端厄尔尼诺事件比中等强度的厄尔尼诺事件对热带低平流层水汽的影响更剧烈。这是由于极端厄尔尼诺事件引起的海温异常变化更强烈,对应的热带地区对流活动更旺盛,因此热带对流层顶温度发生剧烈变化,导致进入热带低平流层的水汽含量增加。从季节变化来看,中等强度的厄尔尼诺事件对热带低平流层水汽的影响表现出明显的季节演变,热带低平流层在春季比冬季更加湿润,而极端的厄尔尼诺事件几乎使所有季节的热带低平流层都出现了强烈的增湿。
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