ENSO与东亚季风气候动力学
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气候动力学引论
气大象气学科与学气学候院 学
刘海文
1
7.4 ENSO对东亚夏季风的影响
ENS0是年际气候变化的重要信号， ENSO的出现往往给全球不少地方造成严重 气候异常和灾害，同样对东亚季风的活动 也有明显的影响。
2
另 一方面，作为热带大气和海洋耦合相 互作用的产物，ENSO的发生也自然地与大 气环流的异常，尤其是东亚季风活动的异 常有关。
Webster(1987)又给出了一个更普遍的季 风定义标准：
冬、夏风向的季节性反转和干、湿期的季 节性交替出现。
Winds at 925hPa
DJF
JJA
West African Monsoon
Asian Monsoon Austral Monsoon
Land/Sea Temperature contrasts
1.3 ENSO对西太平洋副高的影响
夏季西太平洋副高位置
E1 NINO年夏季西太平洋副高是西伸 还是东退的，不同的研究者有不同的结 果。
28
E1 NINO年夏季西太平洋副高的强 度，在 EL NINO夏季副热带高压往往 是偏弱的，但是对于持续型EL NINO 事件，其第二年里西太平洋副高往往 偏强。
平均来讲，在EL NiNO处于发展期的 夏季，中国东部的 主要降雨带在长江— 淮河流域；
而在El NiNO处于 衰减期的夏季，中国 东部的主要降雨带在 长江以南的两湖地区。
33
ENSO事件对中国降水的影响
El Nino年与La Nina年对中国 降水的影响是明显的，尤其是发 生第二年影响更为明显。主要特 征是El Nino年次年长江与长江 以南多雨，北方少雨，而La Nina次年正好相反。
东北风
0°
东亚冬季风异常与ENSO之间存在 着相互影响关系。冬半年强(弱)东亚冬 季风将对El NiNO(La Nina)有激发作用； 而El Nino(La Nina)将减弱(增强)东亚冬 季风。
42
东亚冬季风异常与ENSO之间存在 着相互影响关系。冬半年强(弱)东亚冬 季风将对El NiNO(La Nina)有激发作用； 而El Nino(La Nina)将减弱(增强)东亚冬 季风。
季风是盛行风的季节变化，Ramage （1971）总结了前人的工作，给季风作了一 个具体的定义：
（1）1月与7月盛行风向的变化有120 °； （2）1月与7月盛行风向的平均频率超过40％； （3）至少在1月和7月中有一个月的平均合成 风超过3m/s;
（4）在5 °经纬度矩内，这两个月份中每 个月气旋与反气旋的交替出现至少每两年一 次。
29
1.4 ENSO与中国东部的汛期降水
ENSO对中国东部地区汛期降水的影 响已有不少研究，但其结果相当不一致， 只是华北地区的汛期降水量与ENSO的 关系较为明显
31
近些年研究表明：中国东部地区夏 季降水量与ENS0的关系，尤其是与EL NINO的关系依赖于EL NINO所处的不 同阶段
32
Nov./Dec.
May/June
West African Monsoon Asian Monsoon
Austral Monsoon
Rainfall (mm/day)
DJF
JJA
West African Monsoon Asian Monsoon
Austral Monsoon
亚洲季风环流系统
东亚夏季风系统示意图 中高纬度冷空气活动
中国千年尺度的变化—气温
(1)
(2)
(3)
(4)
汉
隋唐 后唐 元
（中国气候与环境演变，2005）
近2000年来，至少有4个明显的暖期:(1)公元1-200年;
(2)公元570-780年;(3)公元930-1320年;(4)公元1920年至今
元朝和明朝的衰落更替也与季风降水的大 减少密切相关。
天气因素 压倒“大唐”这个 骆驼的最后一根稻草
随着人们对季风认识的不断深入，原有 季风的概念得到了很大的扩展，从单纯表示 风向的季节性反转，扩展到表示几乎与亚洲、 澳大利亚和非洲的热带、副热带大陆，以及 比邻的海洋地区所有的天气年循环相关的现 象。
南亚是著名的季风区，季风的各种 特征在这里表现得最明显。季风对我国 天气和气候有着十分重要的影响，因此 认识和掌握它的特征及其变化是十分必 要的。
高原强迫 D 西南涡
季风低压
D
D
索马里急
季风槽
流
MJO东传
东南信风
梅雨锋
副热带高压
台风
热带对流 云团
马斯克林 高压
澳大利 亚高压
1.2、亚洲夏季风
16
亚洲季风系统
平均来讲，强东亚 夏季风将导致黄河中 下游及华北地区汛期 多雨而长江中下游地 区汛期少雨；
弱东亚夏季却往往 使长江中下游地区汛 期多雨，而黄河中下 游及华北地区汛期少 雨。
1.1 季风的定义（monsoon）
阿拉伯语“mausim” 的意思是“季节”的意 思
宽松的定义为：风向的季节性变化叫做季风
最早的季风定义是（Halley）：认为季风是 海陆的热力直接环流
苏联气象学家沃耶科夫（ ）最早给季 风下了明确的定义，他认为季风是海陆热力 差异直接变化所引起的现象，并把它和云雨 的季节变化联系起来。
34
El Nino年对中国降水的影响
35
El Nino次年对中国降水的影响
36
La Nina年对中国降水的影响
37
La Nina次年对中国降水的影响
38
二、ENSO对东亚冬季风的关系
39
2.1 亚洲冬季风
60°N
50°N
冬 季 40°N 风 30°N
20°N
阿
亚洲高压
留
申
低
西北风 压
10°N
在东亚地区冬季盛行偏北风，也就是冬 季风；在夏季盛行西南风，也就是夏季风 或西南季风。无论是冬季风还是夏季风， 东亚季风在全球都是最典型和最强的季风。
那么，什么是季风呢？
3
季风是一个古老的气候学问题，季风一 词起源于阿拉伯语“mausim”,意思是季节 （season）。
早期人们用季风来表示印度洋特别是阿拉 伯海沿海地区地面风向的季节性反转，即一 年中半年吹西南风，而另半年吹东北风。
18
上述研究表明：东亚夏季风活动的异 常对我国夏季旱涝有重要的影响。
19
这里面是否隐藏有什么的玄机？
“季风带给唐朝的命运”
2007年11月15日，Nature 杂志发表了题为《质疑冬 季风和夏季风强度变化的 “反相关”说》的文章，
Anti-correlation of summer/winter monsoons? De'er Zhang & Longhua Lu
气大象气学科与学气学候院 学
刘海文
1
7.4 ENSO对东亚夏季风的影响
ENS0是年际气候变化的重要信号， ENSO的出现往往给全球不少地方造成严重 气候异常和灾害，同样对东亚季风的活动 也有明显的影响。
2
另 一方面，作为热带大气和海洋耦合相 互作用的产物，ENSO的发生也自然地与大 气环流的异常，尤其是东亚季风活动的异 常有关。
Webster(1987)又给出了一个更普遍的季 风定义标准：
冬、夏风向的季节性反转和干、湿期的季 节性交替出现。
Winds at 925hPa
DJF
JJA
West African Monsoon
Asian Monsoon Austral Monsoon
Land/Sea Temperature contrasts
1.3 ENSO对西太平洋副高的影响
夏季西太平洋副高位置
E1 NINO年夏季西太平洋副高是西伸 还是东退的，不同的研究者有不同的结 果。
28
E1 NINO年夏季西太平洋副高的强 度，在 EL NINO夏季副热带高压往往 是偏弱的，但是对于持续型EL NINO 事件，其第二年里西太平洋副高往往 偏强。
平均来讲，在EL NiNO处于发展期的 夏季，中国东部的 主要降雨带在长江— 淮河流域；
而在El NiNO处于 衰减期的夏季，中国 东部的主要降雨带在 长江以南的两湖地区。
33
ENSO事件对中国降水的影响
El Nino年与La Nina年对中国 降水的影响是明显的，尤其是发 生第二年影响更为明显。主要特 征是El Nino年次年长江与长江 以南多雨，北方少雨，而La Nina次年正好相反。
东北风
0°
东亚冬季风异常与ENSO之间存在 着相互影响关系。冬半年强(弱)东亚冬 季风将对El NiNO(La Nina)有激发作用； 而El Nino(La Nina)将减弱(增强)东亚冬 季风。
42
东亚冬季风异常与ENSO之间存在 着相互影响关系。冬半年强(弱)东亚冬 季风将对El NiNO(La Nina)有激发作用； 而El Nino(La Nina)将减弱(增强)东亚冬 季风。
季风是盛行风的季节变化，Ramage （1971）总结了前人的工作，给季风作了一 个具体的定义：
（1）1月与7月盛行风向的变化有120 °； （2）1月与7月盛行风向的平均频率超过40％； （3）至少在1月和7月中有一个月的平均合成 风超过3m/s;
（4）在5 °经纬度矩内，这两个月份中每 个月气旋与反气旋的交替出现至少每两年一 次。
29
1.4 ENSO与中国东部的汛期降水
ENSO对中国东部地区汛期降水的影 响已有不少研究，但其结果相当不一致， 只是华北地区的汛期降水量与ENSO的 关系较为明显
31
近些年研究表明：中国东部地区夏 季降水量与ENS0的关系，尤其是与EL NINO的关系依赖于EL NINO所处的不 同阶段
32
Nov./Dec.
May/June
West African Monsoon Asian Monsoon
Austral Monsoon
Rainfall (mm/day)
DJF
JJA
West African Monsoon Asian Monsoon
Austral Monsoon
亚洲季风环流系统
东亚夏季风系统示意图 中高纬度冷空气活动
中国千年尺度的变化—气温
(1)
(2)
(3)
(4)
汉
隋唐 后唐 元
（中国气候与环境演变，2005）
近2000年来，至少有4个明显的暖期:(1)公元1-200年;
(2)公元570-780年;(3)公元930-1320年;(4)公元1920年至今
元朝和明朝的衰落更替也与季风降水的大 减少密切相关。
天气因素 压倒“大唐”这个 骆驼的最后一根稻草
随着人们对季风认识的不断深入，原有 季风的概念得到了很大的扩展，从单纯表示 风向的季节性反转，扩展到表示几乎与亚洲、 澳大利亚和非洲的热带、副热带大陆，以及 比邻的海洋地区所有的天气年循环相关的现 象。
南亚是著名的季风区，季风的各种 特征在这里表现得最明显。季风对我国 天气和气候有着十分重要的影响，因此 认识和掌握它的特征及其变化是十分必 要的。
高原强迫 D 西南涡
季风低压
D
D
索马里急
季风槽
流
MJO东传
东南信风
梅雨锋
副热带高压
台风
热带对流 云团
马斯克林 高压
澳大利 亚高压
1.2、亚洲夏季风
16
亚洲季风系统
平均来讲，强东亚 夏季风将导致黄河中 下游及华北地区汛期 多雨而长江中下游地 区汛期少雨；
弱东亚夏季却往往 使长江中下游地区汛 期多雨，而黄河中下 游及华北地区汛期少 雨。
1.1 季风的定义（monsoon）
阿拉伯语“mausim” 的意思是“季节”的意 思
宽松的定义为：风向的季节性变化叫做季风
最早的季风定义是（Halley）：认为季风是 海陆的热力直接环流
苏联气象学家沃耶科夫（ ）最早给季 风下了明确的定义，他认为季风是海陆热力 差异直接变化所引起的现象，并把它和云雨 的季节变化联系起来。
34
El Nino年对中国降水的影响
35
El Nino次年对中国降水的影响
36
La Nina年对中国降水的影响
37
La Nina次年对中国降水的影响
38
二、ENSO对东亚冬季风的关系
39
2.1 亚洲冬季风
60°N
50°N
冬 季 40°N 风 30°N
20°N
阿
亚洲高压
留
申
低
西北风 压
10°N
在东亚地区冬季盛行偏北风，也就是冬 季风；在夏季盛行西南风，也就是夏季风 或西南季风。无论是冬季风还是夏季风， 东亚季风在全球都是最典型和最强的季风。
那么，什么是季风呢？
3
季风是一个古老的气候学问题，季风一 词起源于阿拉伯语“mausim”,意思是季节 （season）。
早期人们用季风来表示印度洋特别是阿拉 伯海沿海地区地面风向的季节性反转，即一 年中半年吹西南风，而另半年吹东北风。
18
上述研究表明：东亚夏季风活动的异 常对我国夏季旱涝有重要的影响。
19
这里面是否隐藏有什么的玄机？
“季风带给唐朝的命运”
2007年11月15日，Nature 杂志发表了题为《质疑冬 季风和夏季风强度变化的 “反相关”说》的文章，
Anti-correlation of summer/winter monsoons? De'er Zhang & Longhua Lu