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本文利用观测资料及CMIP5海-气耦合模式数据,首先评估了模式对印度洋海盆模的模态拟效果;进一步分析了热带印度洋海盆模态有关的海温及降水长期变化趋势;最后研究了ENSO事件对南海海温、降水影响的年代际变化,并探讨了不同年代背景下,热带印度洋海盆模态在南海区域气候异常中的作用。主要研究结果如下: (1) ENSO期间,热带印度洋呈现海盆尺度的增暖模态——印度洋海盆模(IOB)。大多数CMIP5模式能够模拟出IOB基本特征及其与ENSO事件的联系。另外,半数模式能够模拟出IOB形成的关键物理过程:El Nino事件发展年的秋季在热带南印度洋有相应的西传Rossby波;次年春季,西南印度洋增暖激发出的赤道南北两侧非对称风场;次年夏季,异常大气环流引发北印度洋二次增暖,并通过印度洋“电容器”效应在西北太平洋生成异常反气旋环流。超过半数的模式能够模拟出ENSO期间北印度洋二次增暖,说明这些模式能够成功模拟热带印度洋内部的海-气相互作用过程。另外,模式中的IOB都呈现出显著的年代际变化特征,且变化均受其所模拟的ENSO事件的调制。 (2)近三十年来,赤道印度洋夏季海温及降水呈现“海盆模态”的上升趋势。所有的CMIP5模式均能模拟出夏季海温变化特征,半数模式能够模拟出与观测接近的降水趋势。大气环流趋势分析说明,赤道印度洋海区降水增多与增暖导致的水汽辐合增强有关。模式集合结果呈现与观测较为接近的特征,显示降水变化符合全球增暖背景下“warmer get wetter”机制。北印度洋陆地降水近60年来变化趋势与赤道印度洋海洋降水相反,呈减少的特征。大气环流分析结果显示降水减少与季风减弱有关。半数模式对陆地降水趋势模拟效果较好。 (3) ENSO事件对南海海温、降水的影响呈现出显著的年代际尺度调整。根据ENSO影响程度的不同,过去100多年可分为四个年代。1940年代之前,ENSO期间南海增暖呈现“单峰”结构,而1960年代之后,增暖呈现“双峰”特征。降水对ENSO事件的响应在1960年之后显著增强,另外受西北太平洋反气旋控制,最近年代中(1984-2007),夏季降水信号明显强于前一年代(1960-1983)。年代三中(1960-1983),东南印度洋增暖及降水增多,维持了南海上空的偏东气流,使海温增暖。而在年代四,ENSO期间南海海温异常是热带印度洋海盆模及西北太平洋局地遥相关型:太平洋—日本遥相关型共同作用的结果。其中,短波辐射的增加及海表潜热通量损失减少有助于南海增暖的维持,与其他年代相比,夏季增暖有着更长的持续时间。 本研究的结果加深了对印度洋海盆模态的了解,且对海盆模态长期变化趋势、年代际变化特征及其气候影响有了进一步的认识,有助于了解气候变化机制,并有助于提高气候预报能力。