孟加拉湾是亚洲夏季风最早爆发的海区。季节内振荡(ISO)是触发孟加拉湾夏季风的重要因子,它的结构特征和传播特征与夏季风爆发有密切联系。由于ISO的结构特征和传播特征与背景场有很大关系,那些发生在季风转换期的特殊背景场、并且触发孟加拉湾夏季风的ISO事件,具有怎样的组织结构和传播形势呢?通过对这些特殊的ISO事件的诊断分析,探索它们与夏季风爆发的内在联系,有助于揭示季风的爆发机制。伴随着ISO对流位相的北传,孟加拉湾夏季风建立,其海表温度(SST)发生了显著的季节内变化(振幅超过1℃)。如此显著的SST季节内振荡包含了怎样的大气和海洋过程呢?针对目前研究对SST季节内振荡的控制机制存在的争议,我们纳入最新的海洋次表层资料对这次显著的SST季节内振荡进行诊断分析,确定大气和海洋过程的相对贡献,为下一步研究ISO事件中海洋对大气的反馈作用奠定基础。
Bay of Bengal;monsoon onset;intraseasonal oscillation;northward propagation;SST
亚洲夏季风最早建立于孟加拉湾(BoB)东南部,它与大气季节内振荡(ISO)密切联系。ISO具有显著的季节特性,发生在季风转换期并触发BoB夏季风的ISO事件正是它由冬季模态向夏季模态的转折点,称为第一支北传的大气季节内振荡(first-branch northward-propagating intra-seasonal oscillation,FNISO)。FNISO不仅是BoB夏季风的重要触发因子,也对BoB春季的热带气旋(TC)存在显著的调制作用。项目针对FNISO事件开展了以下研究1)FNISO的演化过程与结构特征。FNISO起源于西南印度洋并沿赤道向东传播;当其到达东印度洋后,对流主体向北转向进入BoB;该对流进一步发展并触发了BoB夏季环流。与典型的夏季ISO存在不同,发生在季风转换期的FNISO具有一定的结构特点,主要体现在涡度场和散度场的经向配置方面。2)FNISO在BoB北传的机制。与夏季环流调制下的ISO北传机制有所不同,发生在季风转换期的FNISO具有自身的北传机制,它与BoB季风转换期的SST增暖相联系。SST的快速增暖,一方面通过感热加热了底层大气,另一方面通过蒸发作用提高了底层大气的比湿,二者共同增强了BoB的大气对流不稳定性,形成了关于赤道的显著经向不对称。在此条件下,当FNISO对流沿赤道东传至东印度洋后,Rossby波扰动变得不稳定,对流降水移向其北侧的Rossby涡旋扰动中心,该对流的发展触发了BoB夏季风。3)FNISO对BoB春季TC的调制。除了受季风环流的影响,BoB春季TC也受到FNISO的显著调制。绝大多数TC(80%)生成于FNISO的对流位相,这与该时期的正GPI扰动相联系。分析表明,FNISO主要通过湿度扰动调制春季TC的生成。4)BoB春季SST增暖机制。BoB春季SST快速增暖并在FNISO之前达到全年最大值,这是诱导FNISO北传的重要因素。浮标观测资料诊断表明,热通量项是控制SST增暖的主导因素,其中以短波辐射的加热效应最为显著。海水的温度平流项和次表层卷夹项均表现为冷却效应,量值较热通量项显著偏小。通过揭示FNISO的特征和机制,有助于增强季风爆发的监测和预测能力,也有利于提高BoB春季TC的风险评估能力。