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东亚夏季风对我国、朝鲜半岛、日本等地区的天气和气候有很大的影响。东亚夏季风显著的年际异常和年代际异常引发的洪涝灾害,常在受影响的地区造成大量的经济和人员伤亡。前人的研究表明,东亚夏季风的变率受太平洋海温和印度洋海温的影响。李建平等(2011)提出了一个与东亚夏季风关系密切的跨海盆海温模态——印太暖池-北太平洋偶极子(IPOD)。在其基础上,本文探讨了IPOD是否是一种独立的海温模态,讨论了IPOD与其他海温模态的关系,分析了IPOD的演变过程和伴随的海气相互作用在演变过程中起到的作用,研究了IPOD对东亚夏季风和西北太平洋热带气旋的影响及物理机制。本文从观测事实出发,进行诊断分析,并用数值模式验证了物理机制。主要结论如下: (1) IPOD的存在不依赖于所选的数据和指数。IPOD与夏季印度洋和太平洋SST的主导模态的关系密切,而且其是夏季印度洋-太平洋的主要海气耦合模态。IPOD两个极子间存在SST反向变化的偶极子特征,只是偶极子特征可能受到全球增暖信号的干扰。 (2) IPOD一般从5月出现前期信号,6月爆发,7-8月进一步发展,达到盛期,9月开始衰亡,具有强烈的季节锁相特征。IPOD的生成、发展、衰亡过程伴随着一系列的海气相互作用过程,这些海气相互作用过程在IPOD的演变过程中起到的作用如下:5月中南半岛的西南风异常造成潜热释放异常是印太暖池海温异常的触发机制。印太暖池的风场年循环是IPOD季节锁相的原因之一。IPOD正位相年时,印太暖池的海温负异常能引起海陆温差的加大,加强中国南海地区的对流,造成云量增加,向下短波辐射减少,对印太暖池的海温异常形成正反馈,反之亦然。IPOD正位相年时,北太平洋的海温正异常通过影响日本岛上空的温度经向梯度,影响大气的斜压性,造成在日本岛上空易出现反气旋和日本岛附近降水的减少,从而进一步地增加北太平洋的海温,反之亦然。印太暖池海温异常和北太平洋海温异常存在相互作用,两者通过亚印太遥相关型和西北太平洋副热带高压相互影响。 (3) IPOD是独立于ENSO的模态,IPOD事件与ENSO事件的发生没有必然联系。ENSO以年际尺度的变率为主,而IPOD既有年际尺度的变率,也有年代际尺度的变率。不过,ENSO能影响IPOD。如果IPOD事件发生前一年冬季有ENSO事件发生,则IPOD的范围更大,强度更强。前一年冬季的ENSO能引起冬季印度洋与东北太平洋海温的异常,并且这种海温异常能从冬季持续到春季,引起东亚夏季环流的异常,从而起到加强IPOD的作用。 IPOD是独立于PDO的模态。IPOD与PDO在空间分布、信号来源上有明显的区别。IPOD既有年际尺度的变率,也有年代际尺度的变率,而PDO以年代际尺度的变率为主。IPODI与EASMI的相关在年际尺度和年代际尺度上都是显著的,而PDOI与EASMI的相关只在年代际尺度上是显著的。IPOD比PDO与东亚夏季风有更为密切的关系。 (4) IPOD与东亚夏季风与关系密切,东亚夏季降水主要受到与西太副高相关的大尺度环流异常的影响。IPOD对西太副高的年际变化有重要的作用。IPOD正位相年时,西太副高范围偏小,西太副高脊线和脊轴偏北,长江中下游、日本及其以东的北太平洋上降水偏少,中国东南沿海降水偏多,反之亦然。北太平洋极子与印太暖池极子的海温在强迫东亚大气环流上都起到十分重要的作用。由两个极子组成的印太暖池-北太平洋偶极子,与单个极子相比,与东亚夏季风有更为密切的关系。 (5) IPOD对WNP热带气旋的生成频数、生成源地和移动路径有显著的影响。由IPOD引起的大气环流异常是导致WNP热带气旋和台风活动变化的主要因子。IPOD正位相年时,季风槽东进,西太副高的脊线偏北,WNP生成的热带气旋偏多,热带气旋的生成位置偏北;同时,西北太平洋上存在明显的东风异常,有利于生成的热带气旋进入我国华东沿海地区并登陆。IPOD负位相年时,情况与之相反。