王磊，张文君，祁莉，何金海*

（1.南京信息工程大学大气科学学院，气象灾害教育部重点实验室，江苏南京 210044）

两类La Niña季节演变过程的海气耦合特征对比

王磊1，张文君1，祁莉1，何金海1*

（1.南京信息工程大学大气科学学院，气象灾害教育部重点实验室，江苏南京 210044）

利用1951—2010年逐月的HadISST海表温度资料、SODA次表层海温资料和NCEP／NCAR再分析资料等，对比分析了东太平洋（EP型）La Niña和中太平洋（CP型）La Niña的海气耦合特征在季节演变过程中的差异。EP La Niña海表温度异常中心在发展年夏季出现于南美沿岸，随后向西移动，盛期最大海表温度异常中心位于赤道东太平洋，而CP La Niña海温异常中心少动，基本维持在160°W附近，其强度更强，持续时间更长。受海温分布形态影响，热带大气对两类La Niña的响应非常不同，成熟期间CP型在中太平洋偏旱的强度和范围比EP型大，且略偏西。发展年夏、秋季，北半球位势高度响应较弱；冬季，负PNA位相易伴随两类La Niña出现，但异常活动中心的位置和强度不同，在北大西洋其大气响应几乎相反，这些差异会引起显著不同的区域气候异常。

EP La Niña；CP La Niña；海气耦合特征；遥响应

1 引言

ENSO是全球年际尺度上最强的气候变率，尽管起源于热带太平洋，却能引起全球大范围天气、气候的异常，长久以来一直受到国内外学者的广泛关注。研究表明，ENSO异常复杂，具有多样性，例如，早期工作指出El Niño的发展包含两种不同类型：一类自东太平洋秘鲁沿岸增温向西扩展；一类在赤道中太平洋增温向东传播［1-2］。尤其最近20年来，观测发现一种新型El Niño常发生在赤道中太平洋，这类新型的El Niño与传统El Niño截然不同，最大海温暖中心不是位于赤道东太平洋，而是位于中太平洋日界线附近，故被称为“Dateline（日界线）El Niño”［3］、“El Niño Modoki（似是而非）”［4］、“Central Pacific（中太平洋，简称CP）El Niño”［5］、“Warm pool（暖池）El Niño”［6］，而传统El Niño（Conventional El Niño）则相应地被称为“Eastern Pacific（东太平洋，简称EP）El Niño”［5］或者“Cold Tongue（冷舌）El Niño”［6］。尽管命名不同，研究的现象却几乎一致。在此，为了方便，本文沿用东部（EP）型和中部（CP）型的命名方式来区分两类ENSO事件。

国内外气象学和海洋学家对ENSO的形成和循环机制开展了大量研究工作，从早期的正反馈机制［7］、信风张弛理论［8］，到80年代海气相互作用的不稳定波动理论［9］、时滞振子理论［10］，20世纪90年代末的充放电（热）理论等［11-12］，EP型ENSO循环机制的物理解释逐步完善，同时得到了大量观测事实和海气耦合模式的验证。然而，关于CP型ENSO形成及演变过程尚未能有合理解释，Ashok等［4］认为CP型ENSO也是由风应力引起温跃层变化造成，不同在上升运动移动到热带中太平洋；Kug等［6］认为CP型El Niño演变过程中水平平流起关键作用，体现为纬向平流反馈机制；此外也有研究认为CP型ENSO受热带外大气强迫［13-14］、澳亚季风强迫［15］而激发产生。在气候影响方面，大量研究也已指出不同类型的El Niño会造成热带地区对流活动［4，16］和热带外大气遥响应［16-18］的显著差异；同时，还会引起东亚、北美、澳大利亚等地不同的降水和气温异常［17-24］；对西北太平洋和北大西洋的热带气旋发生频次和路径以及南半球风暴轴活动也有明显不同的作用［25-27］。

上述关于两类ENSO的研究大多针对暖事件展开，对其反位相La Niña事件的讨论相对较少。有研究指出相比于暖事件，冷事件没有显著的纬向位置差异［6，28-29］。然而，Shinoda等［30］针对个例的分析发现，La Niña事件所对应的洋流并不一致，一类La Niña事件对应赤道太平洋纬向表层流全区一致向西的运动，另外一类La Niña对应表层流在日界线附近的辐散，因此他们把这两类La Niña分别归类为EP La Niña和CP La Niña。一些研究也指出两类La Niña能引起不同的气候异常分布型，尤其对于区域气候而言，能造成近乎相反的气候异常，例如，Cai和Cowan［31］发现两类La Niña对澳大利亚的秋季降水影响显著，EP型La Niña通常造成澳大利亚东部降水偏多，而CP型对应的降水大值区位于西北和北澳；Tedeschi等［32］指出受不同类型La Niña的影响，春季巴西东北部和秋冬季南大西洋辐合区的降水异常明显不同。可见，不同分布型的La Niña在气候影响上同样存在显著的差异，有必要做分类研究讨论。

目前，尚无明确的指数或统一的标准能完全适用于两类La Niña事件的区分。常用于描述两类ENSO的指数有三类，即由Ashok等［4］、Kao和Yu［5］和Ren和Jin［29］定义的指数，尽管定义方法各异，这三类指数却存在很高的一致性［33］。Ren和Jin［29］指出，两类ENSO指数虽然能有效地判别El Niño事件的类型，但在区分两类La Niña事件的能力上有限。Tedeschi等［32］指出，根据冬季El Niño Modoki指数划分的两类La Niña事件有一半是重叠的，可见，现有的两类ENSO指数不具备划分La Niña事件类型的能力。因此，类似于Kug等［6］判别两类El Niño的方法，根据海表温度异常（SSTA）的空间结构来区分两类La Niña事件可能是目前一种行之有效的方法。袁媛和晏红明［34］将标准化Niño指数达到负距平最大值的月份及前后各1个月定义为La Niña成熟期，并基于成熟期海温距平的空间结构划分两类La Niña，由此讨论两类La Niña海温异常特征及热带大气响应特征的差异。然而，ENSO具有较强的季节性，依据最强SSTA异常的分类方法忽略了La Niña发生的季节背景，会掩盖ENSO的季节特性而不能运用于动力学机制分析、气候学诊断和预测研究。本文将在他们的工作基础上，根据冬季海温分布结构对La Niña进行分类，进一步分析两类La Niña海气耦合特征季节演变的差异，理解两类La Niña在季节尺度上的动力特征，为气候影响和季节预测提供基础。

2 资料和方法

2.1 资料

本文所用资料包括：（1）英国Hadley中心提供的月平均海表温度（HadISST）资料［35］，水平分辨率为1° ×1°；（2）月平均全球次表层海洋同化（Simple Ocean Data Assimilation，SODA）资料［36］，本文取300 m以上共16层（268.46、229.48、197.79、171.4、148.96、129.49、112.32、96.92、82.92、70.02、57.98、46.61、35.76、25.28、15.07、5.01 m）海温资料，水平分辨率为0.5°×0.5°；（3）NCEP／NCAR网格距2.5°×2.5°的月平均再分析资料［37］，要素包括位势高度场、风场、比湿场、地面气压场、垂直速度场、2 m温度场等。除SODA资料截止到2008年12月以外，其他资料时间跨度皆取1951年1月—2010年12月。距平场通过减去1951—2010年的气候平均场计算得到，在使用之前均去掉了线性趋势，值得指出的是去掉线性趋势前后的结果基本一致。文中的季节平均分别指北半球春季3—5月（MAM）、夏季6—8月（JJA）、秋季9—12月（SON）、冬季12月—翌年2月（DJF），JJA（0）（MAM（1））代表ENSO发展（衰减）年的夏季（春季），其他季节类同。

2.2 方法

2.3 La Niña事件的分类

本文采用Kug等［6］、Yeh等［38］和Zhang等［18—20］等的方法，根据盛期SSTA空间结构对1951—2010年间的La Niña事件做出分类。

（1）La Niña事件的选定：根据冬季海温距平连续5个月低于-0.5℃的标准，美国国家气候预测中心（NOAA CPC）使用3个月滑动平均的Niño3.4海温指数（5°N～5°S，120°～170°W）作为监测指数，定义了发生在1951—2010年间的17次La Niña事件，这些事件有：1954／1955、1955／1956、1964／1965、1970／1971、1971／1972、1973／1974、1974／1975、1975／1976、1983／1984、1984／1985、1988／1989、1995／1996、1998／1999、1999／2000、2000／2001、2005／2006、2007／2008。

（2）La Niña事件的分类：通过比较冬季Niño3和Niño4指数的大小判定La Niña事件的类型，即Niño3指数绝对值明显大于Niño4指数时，称为EP型La Niña；相反，当Niño4指数的绝对值明显大于Niño3指数，则称CP型La Niña。考察逐次事件期间冷异常的传播和冷中心的移动，可以发现1970／1971、1999／2000、2007／2008三次事件在成熟期内，冷异常中心从东太平洋迅速西移至中太平洋，从而兼有EP型La Niña和CP型La Niña的特点（图略）；此外，这三次事件强度比其他事件强得多，表现出与一般事件不同的特性。为避免对分类合成的干扰，本文暂不考虑这三次事件。在未来的工作中，我们将进一步仔细探讨这三次事件的独特性。

最终得到的EP La Niña事件有：1954／1955、1955／1956、1964／1965、1971／1972、1984／1985、1995／1996、2005／2006；CP La Niña事件有：1973／1974、1974／1975、1975／1976、1983／1984、1988／1989、1998／1999、2000／2001。其中，1954／1955、1955／1956和1974／1975、1975／1976此类相邻的La Niña事件由于持续时间长常被看作是一次过程［34，39］，本文我们分别尝试去除和保留这些个例，发现其合成结果的差异可以忽略。

3 热带海气耦合特征的对比

3.1 热带海温演变特征

图1给出了两类La Niña事件对应的SSTA和表面风距平的季节演变。由图可见，La Niña发展年夏季，EP型La Niña海温负距平中心主要出现在南美沿岸及赤道东太平洋；而CP型La Niña海温负距平中心则位于赤道中太平洋，东太平洋并未出现海温异常。随后（见图1c、d、e、f），EP型La Niña的冷海温异常强度增强、范围向西扩展；而CP型的海温异常强度也显著地增强，但是中心没有明显移动，只是异常范围略向东扩展。La Niña衰减年春季（见图1g、h），EP型La Niña在赤道太平洋的海温异常迅速衰减，海温趋于正常状态；CP型La Niña的海温负距平有所减小但仍能维持低于-0.5°C的强度，异常范围收缩回至赤道中太平洋区域，北太平洋中纬度地区和南太平洋仍有海温正距平。相比于EP型，CP型La Niña的事件持续性更长，较强的海温异常能维持到翌年春季。尤其值得注意的是，两类La Niña的SSTA中心纬向位置在季节演变过程中表现出显著的不同：EP型的负距平中心有西移的特征（见图1c、e），而CP型的负距平中心则基本维持在160°W附近（见图1d、f），我们同样考察了发展年夏季到翌年春季SSTA的逐月变化，发现结果与图1类似。为了更清晰地表征两类La Niña的传播情况，图2给出了在赤道太平洋（5°S～5°N，120°E～80°W）区域海温距平合成中心纬向位置逐月的变化，CP型La Niña的负距平中心始终处于150°W以西，无论处于发展期还是衰减期，海温距平中心都几乎没有移动；然而，EP型La Niña的负距平中心从发展年的夏季到翌年春季却西移了近60°，尤其由发展年冬季到次年春季，原位于东太平洋的SSTA中心西移越过150°W移动到中太平洋区域，接近CP La Niña的中心位置。

除了在分布型态和持续性上存在明显差异，两类La Niña事件的强度也不同。CP型La Niña海温异常始终强于EP型，这种差异与两类El Niño的强度特征刚好相反，CP型El Niño在强度上往往弱于EP型［5］。暖海温异常更容易在东太平洋发展，而冷海温异常更容易在中太平洋发展，这可能与温跃层东浅西深的结构有关。此外，CP型La Niña在赤道西太平洋暖池区有显著海温正距平，成熟期西北太平洋、北太平洋中部和南太平洋西部也出现显著的正距平海温区，这些暖异常连接成带，与赤道中太平洋的冷异常共同构成“马蹄形”的距平分布结构。而EP型La Niña无论在热带西太平洋还是太平洋副热带区正距平都偏弱。

由于热带太平洋是强海气相互作用区，表面风距平与SSTA的分布较好地耦合在一起，两类La Niña在赤道中西太平洋区都盛行偏东风，CP型La Niña的东风距平强度大于EP型，异常的赤道东风吹向热带中西太平洋后，分别向澳大利亚东北的洋面和菲律宾一带转向，向“马蹄形”结构的海温正距平区汇合。根据Gill［40］的研究可知，分布在赤道两侧的反气旋是大气对赤道冷海温的一种响应。与两类La Niña海温距平位置一致，CP型La Niña相对应的反气旋对相比于EP型位置偏西。另外值得注意的是，CP型La Niña的发展年冬季（图1f），赤道东太平洋有显著的西风异常，而EP型La Niña期间没有出现这种现象，此西风异常抑制了赤道东太平洋冷水的上涌，从而抑制东太平洋海温负距平的发展。

图1 EP La Niña和CP La Niña合成的海表温度（℃）距平和表面风（m／s）距平分布

为了考察次表层海温结构，图3给出了EP型和CP型La Niña赤道太平洋地区（5°S～5°N）次表层海温异常的深度-经度分布结构。EP型发展年夏季（见图3a），冷海温异常信号主要出现在赤道东太平洋，异常中心位于温跃层附近（此处温跃层指气候平均20℃等温线所在的曲面），较弱的正异常出现在西太平洋。到发展年秋季（见图3c），西太平洋暖池区次表层的正异常增强，东太平洋的冷异常则向西扩展，中心沿气候温跃层西移约10°。EP型发展年冬季（见图3e），东太平洋冷异常的强度和位置变化不大，但西太平洋次表层海温进一步增强并向东扩展。及至次年春季（见图3g），中东太平洋次表层的冷海温异常迅速消失，西太平洋暖池区在温跃层上下仍能维持海温正距平。

图2 EP La Niña和CP La Niña在赤道太平洋区域（5°S～5°N，120°E～80°W）合成的海温距平中心经度位置随时间的变化

相比而言，CP型La Niña发展年夏季（见图3b），强冷异常出现在赤道中太平洋140°W左右，异常中心位于次表层100 m深度处，中心强度明显大于同期的EP型La Niña，其东西两侧各有暖海温异常分布，次表层表现出“＋-＋”的异常分布。到发展年秋季（见图3d），中太平洋的冷异常海温沿气候温跃层向东太平洋扩展，异常中心变化不大，此时中东太平洋温跃层以上几乎全为负海温距平所控制。La Niña发展年冬季，负海温中心略向东移动，此时CP型（见图3f）与EP型（见图3e）次表层海温距平的深度-经度剖面分布结构相似，但CP型负距平中心偏西强度偏强。CP型衰减年春季（见图3h），冷海温异常范围向西收缩。总体而言，CP型La Niña的次表层海温异常不仅开始早于EP型，结束时间也要晚于EP型。

结合海表温度距平（见图1）和次表层温度距平（见图3）的季节演变可以发现，从发展年秋季到冬季，EP型La Niña海温负距平中心在海表有西移的特点，但在次表层中心移动不明显；相反，CP型La Niña海表负距平中心基本不变，但负中心在次表层自秋季至冬季沿气候温跃层略有东移。比较而言，两类La Niña在次表层和表层均表现出不同的传播特征，其动力原因尚不清楚，有待未来进一步研究。总而言之，EP型和CP型La Niña呈现出完全不同的动力学特征。

3.2 热带大气响应特征的演变

热带海洋和大气是相耦合的，一方面，大气通过风应力作用于海流改变海温分布；另一方面，海洋通过加热影响大气运动，海气间的相互作用可以直接改变环流分布从而造成全球气候的异常响应。ENSO是全球海气耦合最强的系统，前面分析可见，两类La Niña在表层和次表层海温存在显著的差异，那么，相对应的热带大气异常特征是否也有明显不同？

图4是两类La Niña在热带激发的异常垂直环流随季节的演变，EP型发展年夏季（见图4a），La Niña在热带西太平洋自低层到高层有一致的上升运动，中东太平洋主要为下沉运动，日界线附近的垂直运动较弱，表现出单圈异常的Walker环流。到了秋季（见图4c），整个热带太平洋区域对应单圈异常的Walker环流更强，暖湿的上升支位于西太平洋100°～150°E间，赤道中东太平洋是大范围的干下沉区，此上升、下沉支恰好与EP El Niño激发的对流活动［17］相反。这种单圈结构自夏季已开始出现，在秋季结构最为分明，而到了发展年冬季（见图4e），西太平洋的上升支较秋季有所减弱，但中东太平洋的下沉运动范围有所增大。次年春季（见图4g），单圈异常垂直环流基本消失，热带地区出现多支弱下沉区。

CP型La Niña激发的垂直环流与EP型明显不同，自发展年夏季至次年春季（见图4b、d、f、h），热带太平洋地区的Walker环流表现出显著的纬向双圈异常结构。随冷海温距平中心的西移，赤道太平洋的干下沉中心也略有西移，而赤道西太平洋和东太平洋有两支湿上升环流。与同期EP型比较，CP型La Niña发展年的上升和下沉运动都要更旺盛，Walker环流的双圈结构出现早（发展年夏季）而结束晚（次年春季）。速度势距平和比湿距平的垂直分布特征与Walker环流结构相配合，下沉支对应比湿偏小，高层辐合、低层辐散，上升支则相反。

结合高低层异常风场的速度势和辐散辐合场（见图5、图6），可以更好地理解热带大气对两类La Niña的响应差异。从发展年夏季到次年春季，EP型La Niña在高层200 hPa和低层850 hPa速度势距平场上均呈“偶极型”分布特征，日界线以东的赤道东太平洋对应大范围的低层辐散和高层辐合，西太平洋地区则为低层辐合和高层辐散区，异常中心位于100°～150°E间，太平洋区域的偶极结构在翌年春季减弱。CP型La Niña的速度势距平则以“三极型”结构为主，随着冷海温西移，热带大气的异常辐合辐散中心也向西偏移，低层异常辐合和高层异常辐散的中心分别位于120°E以西和60°W附近，西太平洋的辐合辐散异常比南美沿岸的另一支范围更广强度更大。与SSTA的强度特征一致，CP型的异常辐合辐散比EP型更强。自发展年夏季至次年春季，与两类La Niña相对应的热带大气垂直运动和高低层辐散风场，表现出非常不同的空间结构和强度特征，袁媛和晏红明［34］的工作重点关注La Niña发展年的成熟期，在此时期我们的结论与之一致。

图3 EP La Niña和CP La Niña合成的次表层海温距平（℃）在赤道太平洋（5°S～5°N）的深度-经度剖面分布

图4 EP La Niña和CP La Niña合成的赤道太平洋（5°S～5°N）Walker环流距平场（m／s）

大气环流的异常是造成降水异常的直接原因，对比随季节演变的整层积分水汽通量散度（见图7），可以定性分析两类La Niña造成降水的差异，主要差异体现在赤道太平洋及太平洋周边地域。La Niña发展年夏季（见图7a、b），两类La Niña均对应赤道中太平洋零星的水汽辐散区，CP型强度强于EP型，并且在日本东南方向的西北太平洋海域有明显的水汽辐合，而EP型以水汽辐散为主。发展年秋、冬季（见图7c、d和图7e、f），降水差异更为明显，CP型La Niña在赤道中太平洋偏旱的强度和范围都比EP型La Niña大，且整层水汽通量辐散的中心也随SSTA冷异常中心、垂直异常下沉中心的西移向西略微移动；CP型在副热带洋区的水汽辐合区向赤道西伸与热带海洋性大陆的辐合区相连，这种结构与海温异常的“马蹄型”相匹配；相比而言，EP型这种结构的分布较弱。衰减年春季（图7g、h），EP型水汽异常不显著，只在日界线附近的赤道太平洋有小片辐散区；而CP型仍能维持发展年的水汽异常分布型态。此外，CP型La Niña在南美沿岸更易造成Niño1＋2区降水偏多，可能可以归因于异常垂直对流位置的移动和低层风场异常的影响。总之，两类La Niña由于不同的海温型，造成了对流位置、范围和强度的明显不同，然而，它们的差异没有两类El Niño的差异显著［6，16-17］，这主要是由于两类El Niño相对应的海温异常分布相比于La Niña更容易分开。

图5 EP La Niña和CP La Niña合成的850 hPa速度势（等值线，单位：105m2／s）和辐散风场（矢量，单位：m／s）的距平分布

4 热带外大气遥响应特征的对比

ENSO事件不仅能引起热带地区天气、气候的异常，而且会通过遥相关影响中高纬地区大气环流。为了分析两类La Niña对热带外大气的可能作用，图8给出了两类La Niña相对应的对流层中层500 hPa位势高度异常场的分布，在对流层的高、低层也有类似结果。可以发现，发展年的夏、秋季（见图8a、b和图8c、d），北半球中高纬大气对两类La Niña的响应都较弱，在发展年夏季EP La Niña存在自中太平洋（30°N，160°E）向下游东北太平洋和北美延伸的“-＋-”异常分布，此异常型在秋季消失；而CP La Niña年却没有类似的异常分布。两类La Niña在南半球的响应信号差异很大，CP La Niña对应南太平洋160°E～60°W间显著的南北偶极结构，EP型在南半球没有表现出显著的位势高度异常。

冬季（见图8e、f），随着热带太平洋SSTA的强盛，北太平洋和北美地区呈现出显著的太平洋／北美型遥相关（PNA）的负位相，即由北太平洋、美国东南部的正异常中心，与夏威夷附近和北美西海岸的负异常中心共同构成的波列［41-42］。虽然都对应负PNA位相，EP和CP型La Niña的异常活动中心在位置、强度和型态上仍存在较大的差异：北太平洋阿留申区域的正异常在EP型期间强度较强，中心位于45°N附近的北太平洋中部，并沿西北-东南方向延伸；而CP型对应的北太平洋正异常较EP型弱，位置偏东南，且略呈西南-东北走向，向东扩展与北大西洋中纬的异常高压带相连。值得注意的是，两类La Niña在北大西洋中高纬地区呈现出南北反相的位势距平分布，EP型冬季，北大西洋气候异常主要表现为北大西洋涛动负位相（NAO），而CP型却呈现NAO正位相，不同的NAO型大气异常将引起截然不同的西欧冬季气候异常［43］。此外，EP La Niña在南半球的信号仍然较弱，CP La Niña对应的南半球中高纬偶极型分布也大为减弱。

到衰减年春季（见图8g、h），两类La Niña相对应的北半球的PNA信号减弱，南半球下垫面由于分布更均匀，CP型La Niña仍存在以60°S为轴南北反向变化的纬向带状环流异常，而EP型则无显著异常信号。已有研究［44-45］指出，La Niña与南半球环状模（SAM）相对应的纬向对称流有显著负相关，即La Niña发生时平均SAM指数趋于正值。图8b、d、f、h结果显示，二者负相关关系主要源于正SAM对CP La Niña的响应。

图6 EP La Niña和CP La Niña合成的200 hPa速度势（等值线，单位：105m2／s）和辐散风场（矢量，单位：m／s）的距平分布

由两类La Niña对应的850 hPa风场距平分布（见图7），可以探讨上述热带外异常环流在低层的异常特征。结合图8可以看到，La Niña期间中高纬地区主要表现为正压结构。低层北太平洋的反气旋环流和北美及其西岸的气旋式环流正对应高层的位势正异常和负异常。尤其在发展年冬季，北太平洋阿留申异常反气旋非常显著（见图7e、f），受该反气旋西部偏南风和东部偏北风的控制，太平洋副热带洋面呈现西部偏多而东部偏少的降水异常。同时，伴随EP型（CP型）La Niña激发的NAO负（正）位相异常，北大西洋副热带洋区的（35°～40°N）异常偏东风（偏西风）表明北大西洋急流的减弱（增强）。

图7 EP La Niña和CP La Niña合成的整层积分水汽通量散度（阴影）和850 hPa风场（流线）的距平分布

图9给出了两类La Niña的2 m气温异常，La Niña发展年夏季（见9a、b），南半球温度异常的响应比北半球略强，EP型对应南美南部和南非南部的显著降温；而CP型基本观测不到显著的温度异常。到发展年秋季（见图9c、d），EP La Niña对应欧亚大陆中西部的大范围增温，CP La Niña则对应该地区弱的降温异常。这种温度变化在La Niña冬季（见图9e、f）发生反转，整个欧亚大陆在EP型冬季表现出温度负异常，西北欧和我国东北为显著的降温区；而CP型冬季则对应以西北欧为中心的欧亚中高纬弱的增温。此外，冬季北美以温度负异常为主，EP La Niña年异常中心位置偏西位于加拿大北部，而CP La Niña年中心偏东位于北美东侧的北大西洋地区。到翌年春季（见图9g、h），西北欧地区仍维持冬季EP型对应的温度负异常，CP型冬季存在的北大西洋高纬温度负异常向西延伸。另外可以发现，印度洋地区能伴随La Niña发展演变出现显著的气温异常，EP型的温度异常出现于发展年夏季并维持到衰减年春；而CP型期间印度洋的气温异常自盛期冬季开始发展。

5 结论

本文根据海表温度分布型，将La Niña事件分为EP型和CP型两类，进一步利用SODA次表层资料、NCEP／NCAR环流场资料对比分析了它们在发生、发展、维持、衰亡过程中海气耦合特征的季节演变，得到以下主要结论：

（1）两类La Niña的海温异常呈现不同分布型态，在强度、持续性、传播性上均存在差异。EP型海温异常中心发展年夏季出现于南美沿岸，随后西移，盛期SSTA中心位于赤道东太平洋；CP型海温异常则出现在赤道中太平洋，发展过程中冷中心少动，稳定维持在160°W附近，强度较同期EP La Niña更强，且海表温度距平的纬向、经向梯度大，冷、暖海温异常自发展年秋季形成“马蹄形”的分布结构，可维持到次年春季。

图8 EP La Niña和CP La Niña合成的500 hPa位势高度（等值线，单位：m）的距平分布

（2）热带大气对两类不同分布型La Niña的响应显著不同。EP型对应赤道地区单圈异常的Walker环流，单圈结构在秋、冬季很显著，次年春季基本消失；CP型激发出双圈结构的Walker环流，干燥下沉中心较EP型西移到中太平洋，西太平洋120°E以西和东太平洋90°W附近各有一支湿上升气流，CP型的垂直环流比EP型更旺盛，双圈结构出现早（发展年夏季）而结束晚（次年春季）。两类La Niña引起的降水差异主要体现在赤道太平洋及其周边地区，发展年夏季表现为中太平洋零星的水汽辐散区，成熟期间CP型在赤道中太平洋偏旱的强度和范围比EP型大，且略偏西。衰减年春季，EP型水汽异常不显著，而CP型仍能维持较旺盛的水汽异常分布。

（3）热带外大气对EP和CP La Niña的响应特征也有很大差异。发展期间，CP型对应南太平洋显著的南北位势偶极结构；冬季，负PNA位相易伴随两类La Niña出现，但EP型和CP型的异常活动中心在位置、强度上存在差异，同时在北大西洋地区也呈现几乎相反的响应。热带外大气温度异常的差异也值得注意，发展年秋、冬季，EP La Niña对应欧亚大陆由中西部的显著增温转为全区的降温，CP La Niña则由弱降温异常转为以西北欧为中心的欧亚中高纬弱增温。

图9 EP La Niña和CP La Niña合成的2 m温度（等值线，K）的距平分布

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Contrasting air-sea features associated with two types of La Niña during the seasonal evolution

Wang Lei1，Zhang Wenjun1，Qi Li1，He Jinhai1

（1.Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education and College of Atmospheric Sciences，Nanjing University of Information Science&Technology，Nanjing 210044，China）

The air-sea coupled features are investigated associated with Eastern Pacific（EP）La Niña and Central Pacific（CP）La Niña during seasonal evolution，by using the monthly sea surface temperature from HadISST，subsurface sea temperature from SODA，and reanalysis data from NCEP／NCAR.For EP La Niña，the sea surface temperature anomalies（SSTA）occur over South American coast in developing summer and then are displaced westward.The negative SSTA center covers the eastern equatorial Pacific during the mature phase.Nevertheless，no significant propagation of SSTA is observed for the CP La Niña and its SSTA center maintains at around 160°W.The CP La Niña-SSTA are more intensive and persist longer compared to the EP La Niña.Tropical atmosphere responses are different for two types of La Niña.The CP La Niña is featured by a stronger intensity，a larger extent，and a slightly westward displacement in moist divergence compared to the EP La Niña.As a response to the two types of La Niña，height anomalies are both weak in developing summer and autumn.A negative Pacific-North America（PNA）pattern tends to be dominant during La Niña winters.However，their intensity and location differ from each other.Almost opposing North Atlantic Oscillation（NAO）-like atmospheric anomalies occur during the EP and CP La Niña winters，which may cause very different regional climate anomalies.

EP La Niña；CP La Niña；air-sea coupled features；teleconnection

P732.6

A

0253-4193（2014）01-0072-14

2013-06-27；

2013-09-25。

国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2012CB417403；2010CB950400）；国家自然科学基金项目（41005049）；长江学者和创新团队发展计划资助（PCSIRT）；江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）。

王磊（1988—），女，江苏省南京市人，从事季风与海陆气相互作用研究。E-mail：wangleiNUIST＠126.com

*通信作者：何金海（1941—），男，教授，从事大气低频振荡及季风与海陆气相互作用研究。E-mail：hejhnew＠nuist.edu.cn

王磊，张文君，祁莉，等.两类La Niña季节演变过程的海气耦合特征对比［J］.海洋学报，2014，36（1）：72—85，

10.3969／j.issn.0253-4193.2014.01.009

Wang Lei，Zhang Wenjun，Qi Li，et al.Contrasting air-sea features associated with two types of La Niña during the seasonal evolution［J］.Acta Oceanologica Sinica（in Chinese），2014，36（1）：72—85，doi：10.3969／j.issn.0253-4193.2014.01.009