ENSO与东亚季风-气候动力学
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49
北半球中纬度地区西风增强， 对流层低层南风增强。
一般都不利于冷空气的向南爆发！
50
上面的分析进一步清楚地说明了异 常东亚冬季风与El Nino的相互作用关 系。持续的强(弱)东亚冬季风对El Nino(La Nina)有重要激发作用；而E1 Nino(La Nina)则会导致该年东亚冬季风 的削弱(增强)
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 风
40°N 30°N 20°N 10°N 0°
亚洲高压 西北风
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
West African Monsoon
Asian Monsoon
Austral Monsoon
JJA
Land/Sea Temperature contrasts
梅雨锋 高原强迫
季风低压
D 西南涡
副热带高压
D 索马里急 流 马斯克林 高压
D
季风槽
MJO东传 东南信风
台风
热带对流 云团
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。
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。 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。
天气因素 压倒“大唐”这个 骆驼的最后一根稻草
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。
对于La Nina的合成 结果如图8．5所示， 很显然，与El Nino 情况相类似，但符号 相反。 在La Nina爆发之 前，东亚冬季风持续 偏弱，并导致在赤道 西太平洋地区出现东 风异常。而在Na Nila发生后的冬季， 东亚冬季风却明显持 续倔强。
45
对于过去19次El Nino事件，其中有14 次造成了 中国东部 地区气温的普遍升高， 较多情况下会出现暖 冬现象，也就是说， 在El Nino年冬季， 东亚冬季风多偏弱。
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
56
57
异常东亚冬季风对ENS0(包括El Nino和La Nina)的发生有重要激发作用；同时，ENSO 又对东亚季风有重要影响。 基于已有研究结果，ENSO与东亚冬季风 异常问的相互作用可以用图8．8来表示，其 中包括了一些基本物理过程。
58
59
四 ENSO与西太平洋台风的活动
日本学者有关ENSO影响的研究结果也有类似 的结果，在EL NINO年登录中国的台风减少了，但 是有较多的台风转向日本了，因此，ENSO对台风 60 的路径也有一定的影响。
62
Palmen等许多气象学家提出了各种关 于台风形成的必要条件。 比较一致的有四个条件，即： （1） 低层要有一个原先存在的低压扰动， （2） 暖的洋面， （3） 生成位置在离赤道3 °～5°以外 （4） 整层对流层风速铅直切变小
63
END
64
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。
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 °经纬度矩形内，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。
53
一系列研究已清楚表明： 异常强的东亚冬季风将在赤道中西太平洋 地区引起持续西风异常和强对流活动； 异常弱的东亚冬季风将在赤道中西太乎洋 地区引起持续的东风异常和弱的对流活动。
54
三、东亚冬季风与El Nino的发生
55
在El Nino事件发牛的前 一年的冬季，东亚从西北太 平洋地区的500 hPa高度距平为负值，这说说明在El Nino 事件发生前的冬半年有强而频繁的东亚大槽活功，在地 面上蒙古冷高压必然偏强，东亚寒潮也比较强而频繁， 东亚地区气温偏低。
阿 留 申 低 压
东北风
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。
依据台风形成的一些基本条件， ENSO影响台风的原因如下：
1）Walker 环流的异常变化，使得西 太平洋（130－160）有异常的下沉运 动，不利于台风的生成
61
Biblioteka Baidu
2）由于在EL NINO年副热带高压的 位置偏南，ITCZ位置也偏南，这也不 利于台风的生成。 3）EL NINO年，西太平洋海温出现 负距平，这当然不利于台风的形成 4）EL NINO年，该地区稳定度偏大， 因而对台风形成也不利。
43
在El Nino爆发前，赤 道西太平洋地区已开始 持续的西风异常； 而在它们之前的冬半 年里，东亚冬季风一直 持续偏强(东亚大槽深， 西北利亚地面高亚强， 东亚沿海偏冷和有异常 北风)。 或者说在EL Nino爆发 前，东亚冬季风持续偏 强，并导致赤道西太平 详地区出现西风异常。 而在EI Nino后的冬 季．东亚冬季风却明显 偏弱。 44
中国千年尺度的变化—气温
(1) 汉 (2) 隋唐
(3) (4)
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。
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。
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。
51
西太平洋一些岛屿的观测资料同样可 以清楚地反映东亚冬季风活动的情况。 因为赤道西太个洋地区的冬季多雨往往 同强而频繁的东亚冬季风活动有关；而 副热带地区冬季温度的负距平和北风异 常无疑和同强东仅冬季风活动有关.
52
因此，西北太平洋地区温度场和风场的异 常说明火E1 Nino年的冬半年东亚地区的暖空 气活动偏弱，东亚出现弱冬季风情况。
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
46
在La Nina年，大多数中国东部地区气温的偏低,也就 是说，在La Nina年冬季，东亚冬季风多偏强。
47
ENSO为什么会对东亚冬季风有明 显影响呢？
48
在El Nino年事件情况下，赤道东太平洋的SST正距平 不仅使北半球的平均Hadley环流增强，还明显使得Ferrel 环流也增强。因此，将出现明显的南风异常和和异常的向 北热量输送。
气候动力学引论
大气科学学院 气象学与气候学 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。 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？
Nov./Dec.
West African Monsoon
Asian Monsoon
Austral Monsoon
May/June
Rainfall (mm/day)
DJF
West African Monsoon
Asian Monsoon
Austral Monsoon
JJA
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
北半球中纬度地区西风增强， 对流层低层南风增强。
一般都不利于冷空气的向南爆发！
50
上面的分析进一步清楚地说明了异 常东亚冬季风与El Nino的相互作用关 系。持续的强(弱)东亚冬季风对El Nino(La Nina)有重要激发作用；而E1 Nino(La Nina)则会导致该年东亚冬季风 的削弱(增强)
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El Nino年对中国降水的影响
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El Nino次年对中国降水的影响
36
La Nina年对中国降水的影响
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La Nina次年对中国降水的影响
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二、ENSO对东亚冬季风的关系
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2.1 亚洲冬季风
60°N 50°N
冬 季 风
40°N 30°N 20°N 10°N 0°
亚洲高压 西北风
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
West African Monsoon
Asian Monsoon
Austral Monsoon
JJA
Land/Sea Temperature contrasts
梅雨锋 高原强迫
季风低压
D 西南涡
副热带高压
D 索马里急 流 马斯克林 高压
D
季风槽
MJO东传 东南信风
台风
热带对流 云团
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。
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。 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。
天气因素 压倒“大唐”这个 骆驼的最后一根稻草
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。
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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。
对于La Nina的合成 结果如图8．5所示， 很显然，与El Nino 情况相类似，但符号 相反。 在La Nina爆发之 前，东亚冬季风持续 偏弱，并导致在赤道 西太平洋地区出现东 风异常。而在Na Nila发生后的冬季， 东亚冬季风却明显持 续倔强。
45
对于过去19次El Nino事件，其中有14 次造成了 中国东部 地区气温的普遍升高， 较多情况下会出现暖 冬现象，也就是说， 在El Nino年冬季， 东亚冬季风多偏弱。
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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
56
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异常东亚冬季风对ENS0(包括El Nino和La Nina)的发生有重要激发作用；同时，ENSO 又对东亚季风有重要影响。 基于已有研究结果，ENSO与东亚冬季风 异常问的相互作用可以用图8．8来表示，其 中包括了一些基本物理过程。
58
59
四 ENSO与西太平洋台风的活动
日本学者有关ENSO影响的研究结果也有类似 的结果，在EL NINO年登录中国的台风减少了，但 是有较多的台风转向日本了，因此，ENSO对台风 60 的路径也有一定的影响。
62
Palmen等许多气象学家提出了各种关 于台风形成的必要条件。 比较一致的有四个条件，即： （1） 低层要有一个原先存在的低压扰动， （2） 暖的洋面， （3） 生成位置在离赤道3 °～5°以外 （4） 整层对流层风速铅直切变小
63
END
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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。
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 °经纬度矩形内，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。
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一系列研究已清楚表明： 异常强的东亚冬季风将在赤道中西太平洋 地区引起持续西风异常和强对流活动； 异常弱的东亚冬季风将在赤道中西太乎洋 地区引起持续的东风异常和弱的对流活动。
54
三、东亚冬季风与El Nino的发生
55
在El Nino事件发牛的前 一年的冬季，东亚从西北太 平洋地区的500 hPa高度距平为负值，这说说明在El Nino 事件发生前的冬半年有强而频繁的东亚大槽活功，在地 面上蒙古冷高压必然偏强，东亚寒潮也比较强而频繁， 东亚地区气温偏低。
阿 留 申 低 压
东北风
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。
依据台风形成的一些基本条件， ENSO影响台风的原因如下：
1）Walker 环流的异常变化，使得西 太平洋（130－160）有异常的下沉运 动，不利于台风的生成
61
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2）由于在EL NINO年副热带高压的 位置偏南，ITCZ位置也偏南，这也不 利于台风的生成。 3）EL NINO年，西太平洋海温出现 负距平，这当然不利于台风的形成 4）EL NINO年，该地区稳定度偏大， 因而对台风形成也不利。
43
在El Nino爆发前，赤 道西太平洋地区已开始 持续的西风异常； 而在它们之前的冬半 年里，东亚冬季风一直 持续偏强(东亚大槽深， 西北利亚地面高亚强， 东亚沿海偏冷和有异常 北风)。 或者说在EL Nino爆发 前，东亚冬季风持续偏 强，并导致赤道西太平 详地区出现西风异常。 而在EI Nino后的冬 季．东亚冬季风却明显 偏弱。 44
中国千年尺度的变化—气温
(1) 汉 (2) 隋唐
(3) (4)
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。
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。
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。
51
西太平洋一些岛屿的观测资料同样可 以清楚地反映东亚冬季风活动的情况。 因为赤道西太个洋地区的冬季多雨往往 同强而频繁的东亚冬季风活动有关；而 副热带地区冬季温度的负距平和北风异 常无疑和同强东仅冬季风活动有关.
52
因此，西北太平洋地区温度场和风场的异 常说明火E1 Nino年的冬半年东亚地区的暖空 气活动偏弱，东亚出现弱冬季风情况。
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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
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在La Nina年，大多数中国东部地区气温的偏低,也就 是说，在La Nina年冬季，东亚冬季风多偏强。
47
ENSO为什么会对东亚冬季风有明 显影响呢？
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在El Nino年事件情况下，赤道东太平洋的SST正距平 不仅使北半球的平均Hadley环流增强，还明显使得Ferrel 环流也增强。因此，将出现明显的南风异常和和异常的向 北热量输送。
气候动力学引论
大气科学学院 气象学与气候学 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。 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？
Nov./Dec.
West African Monsoon
Asian Monsoon
Austral Monsoon
May/June
Rainfall (mm/day)
DJF
West African Monsoon
Asian Monsoon
Austral Monsoon
JJA
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