ENSO作为热带太平洋最显著的年际模态,通过调控东亚冬季风强度影响环日本海冬季地表气温,而阿留申低压作为东亚冬季风环流系统成员之一,也可与西伯利亚高压相互配合,影响环日本海冬季地表气温异常。然而,阿留申低压作为大气环流模态,能否独立影响环日本海冬季地表气温尚不清楚。尽管Niño3.4与阿留申低压指数之间存在显著正相关关系,但两者与环日本海冬季地表气温的关联却截然相反,暗示ENSO和阿留申低压对该地区冬季地表气温异常可能存在独立作用影响。那么,ENSO和阿留申低压对环日本海冬季地表气温的独立影响过程是什么?ENSO和阿留申低压对环日本海冬季地表气温的联合影响如何?这是需要进一步回答的关键科学问题。
通过统计诊断与数值模拟的方法,该研究揭示:
1)与ENSO相关的热带对流异常激发源自热带太平洋和热带印度洋向东传播的两支Rossby波列,导致东北亚上空受异常反气旋控制,环日本海冬季地表气温异常偏高(图1a)。而阿留申低压可以扰动西风急流激发一支途经大西洋至欧亚大陆的东传Rossby波列,导致东北亚上空正压气旋异常和环日本海冬季地表气温异常偏低(图1b)。
2)当Niño3.4和阿留申低压指数同位相时,与正(负)Niño3.4相关的热带印度洋对流异常激发的经向Rossby波列抵消阿留申低压增强(减弱)所激发的下游Rossby波,造成环日本海冬季地表气温无明显异常。相反地,当Niño3.4和阿留申低压指数异位相时,二者联合作用造成环日本海冬季地表气温更为显著的异常(图1c−d)。
3)在理解环日本海冬季地表气温异常动力来源的基础上,进一步提出了基于Niño3.4和阿留申低压指数的环日本海冬季地表气温异常监测新指数,可为建立动力-统计相结合的环日本海冬季地表气温季节预测模型提供参考。