北太平洋SSTA三极子及其与NPGO的比较

摘要：本文采用 EOF、相关分析和回归分析等统计方法，研究了北太平洋海表面温度异常

EOF 第二模态的基本特征，并定义其为北太平洋三极子（NPT，North Pacific Tripole），继

而对它与 NPGO 进行了比较。结果表明，NPT 模态空间型呈现南北分布的三极子形态，时10

间变化具有多重周期的特点，既有 5 年左右的年际尺度变化，也有 10 年左右的年代际尺度

周期，该模态不只局限于表层海洋，而是一个深厚的系统。与 NPGO 模态比较发现两者在

原因主要是由与之相联系的大气强迫场不同引起的。具体为 NPO 模态整体对 NPT 的变化有

重要影响，而对 NPGO 有影响的只是 NPO 模态南面一个中心区域内大气的变化。NPT 模态15

和 NPGO 模态都与 El Niño Modoki 有联系，El niño Modoki 对 NPGO 模态的形成可能有重

要作用，NPTI 有可能作为一个预测 El niño Modoki 很好的前期因子。

Abstract: The characteristics of second EOF mode of the North Pacific sea surface temperature 25

anomaly is studied with EOF, correlation and regression analysis in this paper. And the mode is

defined as North Pacific tripole (NPT), then it is compared with NPGO. The results show that the

spatial distribution of NPT mode presented North-south tripole, and the characteristics of NPT

varied with time is complicated, there are not only inter-annual scale changes of 5 years but also

decadal scale cycle of 10 years. The mode is not limited to the upper ocean, but a deep system. 30

Although NPT mode and NPGO mode are similar on large spatial and temporal scales, they are

Significant difference on small spatial and temporal scales. The difference of atmospheric forcing

尺度大，持续时间长，是影响较大尺度大气环流异常的重要因子。太 平洋年代际振荡（PDO）

是北太平洋地区气候变化最强信号之一，其时间演变可用北太平洋（20°N 以北）月平均海

表面温度异常（SSTAs）经验正交分解（EOF）第一模态的时间序列来表征， SST 异常空45

利福尼亚向热带延伸的 SST 异常相反变化

二模态的强度在近些年有增大的趋势，甚至在 1999～2002 年期间超过 PDO，该模态被称为

Victoria 模态（VM），对北太平洋气候变化起着越来越重要的作用

年定义东北太平洋(180°-110°W, 25°-62°N)海表面高度异常（SSHA）EOF 分解第二模态为北

太平洋涡旋振荡（NPGO），空间结构在北太平洋中东部呈南北偶极子分布

到大气模态－北太平洋振荡（NPO）的强迫作用

候变化的第二模态，常被认为具有相似的气候、生态影响，NPGO 被广泛研究的同时，VM

却较少得到关注。然而，SST 与 SSH 的变化并不完全一致，SSHA 的变化主要受热通量、65

影响，而且不同海域、不同时间尺度，各物理机制对 SSHA 变化的重要性也不同。影响 SSTA

水温度梯度等也有一定作用。Di Lorenzo 等 2008 年研究也指出虽然 NPGO 指数与 VM 指数

变化基本一致，但 NPGO 指数相较 VM 指数表现出了更多的低频特征

给海洋，NPO 在海洋中的信号在冬季和次年春季达到最强，并持续到夏季，它的副热带部

分（0°-20°N）影响同期的局地大气环流，在赤道中西太平洋地区导致纬向风应力异常，将

有利于 ENSO 事件的产生。这 种热带外大气强迫（NPO）通过副热带太平洋影响热带 ENSO

事件的过程，被称作季节足迹机制（Seasonal Footprinting Mechanism）

大气变化、副热带太平洋和热带太平洋是相互作用的。

化的海洋通道。他们对 10ºN 以北的海表面温度异常 EOF 分解得到第二模态，对该模态的

研究，有利于弄清 10ºN-20ºN 副热带太平洋在中高纬度大气强迫和热带海洋相互作用过程

使用的资料和数据处理方法；第二节在对北太平洋地区海表面温度异常 EOF 分析的基础上，

研究其第二模态的基本特征；第三节将从空间分布和时间变化两个方面对其与 NPGO 模态

Extended SST V2）资料分辨率为 5º×5º(72×36)

为 1950 年１月～2011 年 12 月，且经过了去趋势化处理，具体方法为各个格点数值减去相95

应时间点上的全球平均值，这样处理的目的是为了消除全球变暖所带来的趋势影响。

度为 1950 年１月～2008 年 12 月，水平分辨率为 0.5°×0.5°（720×330），深度范围从 5.01m100

（134°E~100°W, 10°N~65°N）区域海表面温度异常（SSTA）进行 EOF 分解，图 1 为分析

Hadley 海温资料所得到的北太平洋 SSTA 第一、第二模态的空间分布和时间序列。第一模态110

可解释总方差的 23.5%，其 空间分布为北太平洋中西部 SST 异常与北美西岸和热带中东太平

洋 SST 异常呈反位相，SST 异常最大的两个位相相反区域的中心分别位于北太平洋 160°W

1976/1977 年发生了一次位相转换，结合前人研究结果，该模态主要反映了太平洋年代际振