1. 引言
赤道辐合带(Intertropical Convergence Zone,简称ITCZ)作为热带气候系统的重要组成部分,是南北半球两个副热带高压带之间气压最低、气流汇合的带区,其亦可被定义为热带对流带、气压槽和低层风场辐合带等。它的位置和强度的变化会影响赤道地区降水范围、强度和大气环流状况的变化,从而造成整个热带甚至全球的气候异常,所以理解赤道辐合带的变化是气候变化研究中的重要问题。热带海洋是全球热量和水汽的重要来源,而印度洋是世界第三大洋,也是全球海温最高、体积最大的暖水区之一,其强对流对于全球气候变化具有重要影响。同时,热带印度洋气候受海–陆–气相互作用的强烈影响,其气候特征与热带太平洋、大西洋相比既有相似又有显著不同 [1] [2]。
最近的研究结果显示,近几十年来,印度洋的赤道辐合区降水都在增大和加强,但是辐合区位置变化不大,因为在年平均气候态上,赤道辐合带常年处于7˚N附近,并没有与接受太阳短波辐射通量最多的赤道重合,并且随着季节南北移动。而热带地区又是热量和水汽输送最集中的地区,即热带是能量产生的源地。同时赤道辐合带的变化对气候系统和天气也有一定的影响,比如西太平洋上的台风百分之八十都形成于赤道辐合带中,这便成为了热带扰动发生的主要源地。又由于在热带地区经常高温高湿、气流辐合上升,所以有利于对流云系发展,经常发生暴雨和雷阵雨,同时也有利于热带低压的发展 [3]。而赤道辐合带的建立、加强、减弱和消失过程都与其他天气系统的加强减弱有着密切的关系,它的活动和变化不仅对热带地区的大气环流状况有影响,而且对中纬度地区的天气和全球大气环流的变化都有重要影响。同时,赤道辐合带有利于气旋的生成和发展,其发生发展作用主要表现在:一是提供能量的来源,二是形成有利的大气环流场,三是赤道辐合带附近风速垂直切变较小;根据第二类条件不稳定机制,赤道辐合带有利于热带气旋暖心结构的形成 [4] [5]。
前人已有的研究结果表明,赤道辐合带的建立、加强、减弱和消失过程都与其他天气系统的加强减弱有着密切的关系。例如:赤道上西风的加强会直接影响赤道辐合带的加强;副热带高压的加强会导致副高南侧(ITCZ北部)偏东气流的加强,进而使赤道辐合带加强;澳大利亚上的高压也会影响ITCZ强度的变化,高压加强的同时,会使东南信风北推加强,进而使ITCZ加强 [6] [7]。而台风北上和赤道高压北上都分别在低纬偏东气流和赤道高压的控制下引起赤道辐合带的北抬并且减弱消失;副热带高压偏南西伸至南海会使赤道西风撤退,从而导致ITCZ消失;中纬度西风槽的东移也会引起ITCZ的减弱消失,它通过影响副高减弱东退而使偏东气流减弱,从而使赤道辐合带消失 [8] [9]。
2. 资料与方法
2.1. 资料概况
印度洋是世界第三大洋,也是全球海温最高、体积最大的暖水区之一,它位于亚洲、大洋洲、非洲和南极洲之间,地区属热带海洋性气候和热带季风气候,大部分位于热带、亚热带范围内,赤道地带全年气温为28℃,比同纬度的太平洋和大西洋海域的气温高,而且印度洋气温的分布随纬度改变而变化。
重点对印度洋地区的赤道辐合带的季节和年际变化特征进行分析,所用的数据是第二版全球降水气候学项目(GPCP)逐月降水量分析产品(1979年至2017年),由极地轨道环境卫星(NOAA)提供观测数据。陆地上的降雨率(Ferraro) Geo-IR (Xie)由SSMI/SSMIS降雨率校准,用于对较高纬度(海洋和陆地)的TOVS/AIRS经验降水估计值进行采样,量表分析,以对陆地上的卫星估计值进行偏差校正,并与基于1988年之前使用的降水指数(OPI)采样的卫星估计值进行合并 [10]。由于所选的资料都是在1979年之后,所测得的资料可靠性和科学性都比较强。本文选取的观测资料均满足:时间序列较长(1979~2017年),资料较为完整,缺测值较少,站点在所选年份之前没有变动的特点。所研究区域的经度范围:30˚E~105˚E,纬度范围为:30˚N~66.5˚S。
2.2. 研究方法
通过利用1979年至2017年的逐月降水数据资料,以降水量为主要气象要素,编程画图来计算长期不同时间尺度上热带印度洋赤道辐合带的位置、强度和宽度,并分析印度洋赤道辐合带的季节和年际变化特征。赤道辐合带的位置在填色图上用降水量的中心位置表示,其降水量的最大强度为ITCZ的强度大小,降水量数值在大于10 mm/day的地区为ITCZ的大致范围。在得到了1979年至2017年的逐年7月的最大降水中心强度的时间序列图之后,通过数据标准化中的z-score标准化计算方法进行数据处理,这种方法基于原始数据的均值和标准差(standard deviation)进行的标准化。这种标准化方法适用于变量的最大值和最小值未知的情况,或有超出取值范围的离群数据的情况 [11]。标准化的公式:新数据 = (原数据 − 均值)/标准差,(Zij = (Xij − Xi)/Si),其中:Zij为标准化后的变量值;Xij为实际变量值。标准化后的变量值围绕0上下波动,变量值大于0说明高于平均水平,反之,变量值小于0说明低于平均水平;变量值越接近于0表示越接近平均水平,反之则越偏离平均水平。
在计算印度洋赤道辐合带的强度指数时,参考副热带高压强度指数的定义,通过计算逐年强度值大于某一数值的次数累计来分析。根据逐年赤道辐合带分布图上各个格点的强度值,指定在印度洋范围上的经纬度所有格点中大于10 mm/day的次数累计相加,可得到逐年赤道辐合带的强度指数,进一步通过数据标准化处理得到逐年赤道辐合带的强度偏离平均状态的曲线图。
3. 研究结果
3.1. 印度洋赤道辐合带的季节和年际变化特征
3.1.1. 印度洋赤道辐合带的季节变化特征
赤道辐合带是南北半球之间气流辐合、气压最低的东西狭长气流带,它作为哈德莱环流圈的上升支,是热带气候系统的重要组成部分,但赤道辐合带并非与接受太阳短波辐射通量最多的赤道重合,而是随着季节南北移动 [12] [13],夏季位于赤道以北,冬季位于赤道以南。本文重点研究热带印度洋的赤道辐合带的季节和年际变化特征,研究区域集中在30˚E~105˚E和30˚N~66.5˚S。本文利用1979年至2017年共39年间热带印度洋的年降水量数据,得到了多年平均状态下的赤道辐合带的强度、位置以及中心强度状况图,如图1所示,赤道辐合带的中心位置位于2˚N,112˚E附近的印度尼西亚地区,赤道辐合带强度的大小可以用降水量强度来表示,研究中把强度大于10 mm/day的格点记为ITCZ的位置,可以看出平均状态下的赤道辐合带范围位于赤道印度尼西亚地区(5˚S~5˚N),南北跨越了近10个纬度。同时在赤道印度洋中部地区也有自印尼地区向西延升的降水量强度不大的带状降水带。而研究中的印度洋逐年季平均、逐年7月平均状态的赤道辐合带都需要和多年平均状态下的赤道辐合带进行比较,从而得出不同时间尺度上的特征状况。
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Figure 1. Annual average distribution of ITCZ in the Indian Ocean from 1979 to 2017 (unit: mm/day)
图1. 1979年~2017年印度洋ITCZ的年平均分布状态(单位:mm/day)
图2展示了逐年不同季节的平均降水量分布状态图,可以看出,在不同季节,热带印度洋赤道辐合带的位置和强度特征具有显著的差异。春季赤道辐合带的中心位置位于赤道附近的印度尼西亚地区,由于太阳辐射的原因,降水量范围是四个季节中最小的,即ITCZ的宽度最窄(10˚S~5˚N),同时降水量最大中心强度也最小低至12 mm/day。夏季太阳直射向北移动,这时ITCZ位于赤道以北地区,赤道辐合带的中心位置位于缅甸老挝一带(18˚N, 93˚E),通常夏季大气中水汽含量比较丰富,则降水量强度较强,从图清晰可见,夏季ITCZ中心强度最大高达40 mm/day,此时ITCZ开始增强,6~8月ITCZ进入强盛期;同时赤道辐合带范围最大,南界位于赤道附近,北界位于30˚N附近,南北跨域了近30个纬度。秋季伴随着太阳直射点的南移,赤道辐合带的中心位置也南移至印度尼西亚地区,和春季分布位置大致相同,基本位于5˚S,110˚E附近,但ITCZ的范围比春季有所增大,最大中心强度位置则与春季较一致,相比夏季强度中心值有一定的减弱。而冬季随着太阳直射点的进一步南移,赤道辐合带移至赤道以南的印度洋中部地区,自马达加斯加到印度尼西亚地区呈带状分布,这时ITCZ位于25˚S~3˚N之间,赤道辐合带的最大中心强度和春秋季相似,强度值较弱。因此从逐年季平均降水量图可得出结论:热带印度洋赤道辐合带具有明显的季节变化特征,总体来说,夏季偏北,冬季偏南,春秋季位于赤道附近 [14] [15]。
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Figure 2. Average distribution of ITCZ in different seasons from 1979 to 2017(unit: mm / day)
图2. 1979年~2017年ITCZ在不同季节平均下的分布状态(单位:mm/day)
3.1.2. 1979年至2017年的逐年7月ITCZ的变化特征
ITCZ的位置总体上随着太阳直射的南北移动而移动,夏季,ITCZ的位置基本上位于赤道以北。而降水量的范围也随着ITCZ的移动向北移,强度中心在0˚~30˚N以内出现两个及以上,一般位于印度半岛的西南地区、中南半岛的西南地区以及青藏高原南部,强度达35 mm/day,而赤道以南的印度洋上基本没有降水。当夏季ITCZ偏北时,印度洋的暖湿气流通过西南通道向北输送,有利于在我国西南地区形成降水 [16]。
本文选用的逐年7月数据中,热带印度洋夏季赤道辐合带的变化特征有出现明显偏离平均状态的年份,结合下图可得出赤道辐合带的宽度和强度特征如下:1) 1979至2017年热带印度洋赤道辐合带的范围出现一定的年际变化特征。1990年前,赤道辐合带的范围相对较窄,其中1986年最小出现在印度半岛和缅甸一带,如图3所示,降水量最大中心强度较弱低至24 mm/day。而1994年印度洋降水量的范围和强度在赤道以北地区相比前几年都出现增大的现象,并且在10˚N~25˚N出现5个强度中心,分别位于印度半岛西部、印度半岛北部、缅甸南部、中国南部沿海和南海地区;此外,赤道辐合带的整体宽度较大,南北范围覆盖了近20个纬度;相比2000年以前,赤道辐合带的南北范围在2000年后普遍变宽。2) 从整体分布上来看,39年中的夏季热带印度洋赤道辐合带的中心位置相比之下变化并不明显,基本位于20˚N附近。而它的中心强度却出现一定的年际变化特征:1990年以前,赤道辐合带的最大中心强度较弱,而1990年至2000年间强度明显增强,在1999年赤道辐合带强度达到最强,高达45 mm/day,中心位置位于印度半岛的西部地区附近,降水南北覆盖范围不大。2000年以后,中心强度值出现明显的转折,最大强度普遍减弱,其中最小值出现在2012年,强度值低至21 mm/day,而赤道辐合带的范围也较小(10˚N~25˚N),同时在印度洋上也出现了两个弱的降水量强度中心。
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Figure 3. Distribution of ITCZ in July of typical characteristic year (unit: mm/day)
图3. 典型特征年份7月的ITCZ的分布状况(单位:mm/day)
3.1.3. 逐年ITCZ最大中心强度及强度指数概况
热带印度洋赤道辐合带的最大中心强度有明显的年际变化,通过印度洋ITCZ强度的逐年演变即图4可清楚地看出,这种年际尺度上的强弱变化与降水量强弱有明显的对应关系。由印度洋ITCZ最大中心强度时间序列图(1979~2017年7月逐年强度值)可知,2000年前后的中心强度存在明显的由平均高值向平均低值的转变。1979年~1990年,ITCZ最大中心强度值高低起伏明显,在1982年和1983年连续两年稳定增加,基本达到39.6 mm/day,对应的强度最小值出现在1986年;1990年~2000年之间的整10年ITCZ强度变化以2年为一周期都保持着较高的中心水平,其中强度超过40 mm/day的年份出现过5次,并且在1999年有着39年中的最大值高达45 mm/day以上;2000年后,最大中心强度值出现明显的降低,至2008年间,中心强度值一直呈现偏低的状态,而2008年~2017年,ITCZ强度变化幅度较大和1990年以前相似。
进一步通过数据标准化处理的方法可以得出逐年ITCZ中心强度与平均水平的偏离状态。本文使用的是z-score标准化计算方法,这种方法基于原始数据的均值和标准差进行数据的标准化,适用于变量的最大值和最小值未知的情况,或有超出取值范围的离群数据的情况。从图5可以清晰看出,标准化处理前后的折线图走势几乎一致,只是数据处理前后的变量值有所改变。数据标准化后的变量值围绕0上下波动,变量值大于0说明异常高于平均水平,反之,变量值小于0说明异常低于平均水平;变量值越接近于0表示越接近平均水平,反之则越偏离平均水平。由图可得,2000年前后的中心强度值有明显的转变,2000年前的ITCZ中心强度基本高于平均水平,相反2000年后变量值基本小于0,表示ITCZ中心强度基本低于平均水平,同样表现出ITCZ中心强度的年际变化特征比较显著。
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Figure 4. Sequence diagram of ITCZ maximum center intensity from 1979 to July 2017
图4. 1979年至2017年逐年7月ITCZ最大中心强度的时序图
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Figure 5. Deviation between center intensity and average level year by year after data standardization
图5. 数据标准化后逐年中心强度与平均水平的偏离情况
![](Images/Table_Tmp.jpg)
Table 1. System resulting data of standard experiment
表1. ITCZ最大中心强度异常偏离平均状态的年份概况
经过数据标准化处理,以偏离指数绝对值大于1.0作为衡量ITCZ最大中心强度强弱的标准。从39年印度洋ITCZ的中心强度值可知,共有16年的数据都大于1.0,并且ITCZ中心强度异常偏强年共有8年,异常偏弱年也有8年,具体见表1,由此可见,41%的年份都明显偏离平均状态。其中2000年前后,ITCZ中心强度出现由异常偏强向异常偏弱的显著性转变,2000年前,偏离指数呈现正值,表示最大中心强度值是大于平均状态的变量值;而2000年后,偏离指数呈现负值,表示中心强度值是小于平均状态的变量值。ITCZ异常偏强年最强出现在1999年,结合图3可见,ITCZ的最大中心强度出现最大值,这时偏离状况也达到鼎盛期,指数高达1.97;相对地ITCZ异常偏弱年最弱出现在2012年,这时ITCZ的最大中心强度最小,偏离指数低至−1.70。
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Figure 6. Time series of annual intensity index of the equatorial convergence zone of the Indian Ocean
图6. 印度洋赤道辐合带的逐年强度指数时序图
为了说明热带印度洋ITCZ强度指数的年际变化特征,这里统计了1979年~2017年ITCZ的逐年强度,把印度洋范围上7月强度值大于10 mm/day的格点数累计,得到热带印度洋赤道辐合带强度指数时序图。由图6可知,强度指数最大值出现在2006年,格点数累计高达333,对应的强度指数最小低至169在2004年。由于强度格点数累积次数可以清晰看出ITCZ的分布范围,结合表1可以看出,出现ITCZ的范围和中心强度最大值的地理位置并不是一致对应的,比如2006年仅有23 mm/day的最大中心强度在分布范围却南北跨越很大,而ITCZ范围最窄的年份对应的中心强度并非最低,强度值也达30 mm/day以上。并且在39年中ITCZ的强度指数大于280的年份出现过6次,除了2006年还分别出现在1987年、1997年、2003年、2014年和2017年,同样强度指数小于200的年份出现过5次,分别是1979年、1981年、1985年、1989年和最小值的2004年。由图中折线趋势可得,自1979年到2017年以来,ITCZ的强度指数一直呈现缓慢增加的趋势,同时可预测出未来ITCZ的强度可能会持续保持一定水平的增大。
为了解印度洋ITCZ强度指数与平均水平的偏离状态,同样使用z-score标准化处理的计算方法。标准化后的变量依然围绕0上下波动,变量值大于0说明异常高于平均水平,反之,变量值小于0说明异常低于平均水平。从图7可以清晰看出,其实标准化处理前后的折线图走势几乎保持一致,只是纵坐标从原来的强度指数变为偏离平均水平的状态。相同的自1979年到2017年以来,ITCZ的强度指数偏离情况一直缓慢增强,并且继2004年出现异常偏弱于平均状态最强后,近10年出现异常偏弱状态的频数减少,和图6相对应的也可看出未来几年ITCZ异常偏强的现象将会持续以较高水平出现。无论ITCZ强度指数是否经过数据标准化处理均表明,结果并不改变热带印度洋ITCZ强度指数年际变化的基本特征。
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Figure 7. Deviation between annual intensity index and average level after data standardization
图7. 数据标准化后逐年强度指数与平均水平的偏离情况
基于上述分析,把偏离指数绝对值大于1.0作为衡量ITCZ异常偏离平均水平的标准,这里统计了1979年~2017年印度洋ITCZ的强度指数偏离状况符合标准的年份,由表2可得,39年的数据经过标准化处理后共有12年的数据绝对值大于1.0,占总年份数的30%。而由多年印度洋ITCZ偏离状态可知,39年间,ITCZ强度异常偏弱频发年份集中在1979年~1986年,并且在1997年后,ITCZ强度有向异常偏强的显著性转变,尤其是2004年后的强度异常偏弱频数相对较少。其中ITCZ异常偏强年且偏离状况达到鼎盛期出现在2006年和2014年,偏离指数分别高达2.49和2.43;对应的在2004年ITCZ异常偏弱且偏离指数低至−1.85。
![](Images/Table_Tmp.jpg)
Table 2. System resulting data of standard experiment
表2. ITCZ强度指数异常偏离平均状态的年份概况
3.1.4. 逐年印度洋赤道辐合带的参数概况
赤道辐合带作为哈德莱环流圈的上升支,是热带气候系统的重要组成部分,但它并非与接受太阳短波辐射通量最多的赤道重合,而是随着季节南北移动,且具有强的经向风切变并伴随着强的对流。赤道辐合带位置和强度的变化会影响热带地区降水区域、强度和大气环流状况,从而造成整个热带甚至全球的气候异常。本文着重分析了夏季印度洋赤道辐合带的年际变化特征,则可以通过逐年赤道辐合带强度、宽度以及中心位置分析得到39年的年际变化基本特征,探寻热带印度洋赤道辐合带各种参数之间是否存在一定的联系。
如表3所示,总体来看,夏季印度洋赤道辐合带的宽度都南北跨越了20个纬度,南界大致位于10˚N,北界大致位于28˚N,宽度上下波动幅度不大;赤道辐合带宽度在1990年后期有一较弱的增宽过程,最宽年份出现在1996年和2007年,其中范围最宽的ITCZ北界一直往北伸展到31˚N左右,而1984年~1987年、1997年~2004年间赤道辐合带宽度都相对较窄。结合图7可得,未来几年赤道辐合带将会以较小趋势继续扩大 [17] [18]。热带印度洋赤道辐合带的强度中心基本有2个及以上,但最大中心强度即ITCZ的中心位置常年位于13˚N,73˚E附近;而39年中,中心位置位于20˚N,90˚E附近的年份出现过15次,占总年份数的38%,其中2002年ITCZ的中心位置一直向东伸展到118˚E左右。赤道辐合带的最大中心强度数值年际变化比较明显,最小值低至21 mm/day而最大值却高达45 mm/day,其中强度大于40 mm/day的年份在1990年~2000年间以2年为一周期出现过5次,而近年来中心强度值都有一定的增强趋势。赤道辐合带的强度指数最大值高达333出现在2006年,其次大于330的还有2014年,强度指数高达331;而强度指数最小低至169出现在2004年。从逐年热带印度洋赤道辐合带的宽度、强度等参数情况可以看出各参数之间并没有一定的相关性。
![](Images/Table_Tmp.jpg)
Table 3. Overview of width, strength and center position of ITCZ from 1979 to July 2017
表3. 1979年至2017年逐年7月ITCZ的宽度、强度及中心位置概况
3.2. 印度洋和太平洋、大西洋赤道辐合带变化的区别和联系
3.2.1. 印度洋和太平洋赤道辐合带的变化区别与联系
太平洋作为地球上的最大的海洋,有着独特的气候分布状况,和印度洋又有着一定的共同点和明显的区别。为了比较热带太平洋和印度洋ITCZ的变化特征,计算了39年年平均状态下太平洋ITCZ的分布状况,如图8所示,太平洋上的降水量分布自西太平洋到东太平洋呈东西狭长带状分布,与印度洋有着明显的区别就是太平洋ITCZ的分布特征十分明显,呈东西带状分布,中心位置一般位于南美洲的北部地区和印度尼西亚地区;而印度洋ITCZ分布则地区性较强,中心位置一般位于亚洲南部地区的印度尼西亚和缅甸一带;两大洋ITCZ的宽度也相差不大,南北跨越接近20个纬度 [19]。而印度洋和太平洋又有着大致相同的特征:它们各自年平均状态下ITCZ的最大中心强度都不大,维持在15 mm/day左右。同时两大洋作为热带海洋还有着密不可分的联系,各自的海气分布状况都同时影响着赤道以及整个地球的气候状况,并且呈现不同的月、季节和年际分布特征。
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Figure 8. Annual average distribution of the Pacific equatorial convergence zone(unit: mm / day)
图8. 太平洋赤道辐合带的年平均分布状况图(单位:mm/day)
3.2.2. 印度洋和大西洋赤道辐合带的变化区别与联系
大西洋作为世界第二大洋,位于欧洲、非洲与南、北美洲和南极洲之间,和太平洋、印度洋上的海气分布状况有着共同点和明显的区别。同样通过39年年平均状态下大西洋ITCZ的分布特征(图9)可知,ITCZ在大西洋上的分布特征和印度洋上有着相似处在于ITCZ范围分布地区性特征也较为明显,一般是呈散点式分布在南美洲中北部、大西洋中部地区和非洲中部地区,而两大洋的ITCZ南北范围相差较小都跨越了大概10个纬度;ITCZ中心位置是ITCZ最大中心强度的位置,从年平均状态下可以看出,大西洋ITCZ的中心位置一般位于南美洲北部地区,与太平洋和印度洋相似的地方还在于年平均状态下的最大中心强度也并不高,最大值也不超过15 mm/day。赤道地区的三大热带海洋作为水汽源地和热源中心,对全球各种大气环流系统以及天气气候都具有重大影响。
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Figure 9. Annual average distribution of the Atlantic equatorial convergence zone (unit: mm/day)
图9. 大西洋赤道辐合带的年平均分布状况图(单位:mm/day)
4. 结论与展望
4.1. 主要结论
本文利用由极地轨道环境卫星观测提供的全球降水气候学项目(GPCP)逐月降水量分析产品得到的1979年至2017年的逐月降水数据资料,以降水量为主要气象要素,定义出了赤道辐合带,并计算了长期不同时间尺度上热带印度洋赤道辐合带的位置、强度和宽度,在此基础上,分析赤道辐合带的季节和年际变化特征,因赤道辐合带夏季变化特征显著,本文着重研究讨论了逐年7月印度洋赤道辐合带的变化,得出如下结论:
1) 赤道辐合带是南北半球之间气流辐合,气压最低的地区,也是哈德莱环流圈的上升支,同时也是热带气候系统的重要组成部分。它的位置和强度的变化会影响热带印度洋降水区域、强度和大气环流状况的变化。
2) 热带印度洋赤道辐合带中心位置的移动季节性变化特征显著,夏季位于赤道以北,冬季位于赤道以南,春秋季则位于赤道附近地区。降水强度中心基本都有2个及以上,从所选的连续39年7月的降水数据可得,夏季最大中心强度即赤道辐合带的中心位置常年位于13˚N,73˚E附近,但夏季赤道辐合带的中心位置没有固定于同一位置,而是存在较小幅度的波动。
3) 一般情况下,赤道辐合带宽度南北跨越了大约20个纬度,但宽度随时间有着年际变化的基本特征;夏季,赤道辐合带南界大致位于10˚N,北界大致位于28˚N,南北界波动幅度不大,但近年来赤道辐合带宽度都维持较弱水平的持续变宽。
4) 降水量的中心强度可表示为赤道辐合带的强弱,最大中心强度值年际变化特征显著,赤道辐合带强度最小值只有21 mm/day,而最大值却高达45 mm/day。1990年~2000年间赤道辐合带中心强度普遍以较高的水平存在,2000年后,最大中心强度值出现明显地降低,一直到2008年中心强度普遍维持偏低的状态。印度洋赤道辐合带最大中心强度存在明显的年代际变化,同时还存在自2010年至今的不断增强的长期趋势。赤道辐合带强度值大于10 mm/day的格点累计可以表示印度洋的强度指数,强度指数最大时高达333,出现在2006年,相反强度指数最小时低至169,出现在2004年。
5) 印度洋、太平洋和大西洋上的赤道辐合带的区别和联系分别是:其范围分布的地区性特征在印度洋和大西洋相似,都是呈散点式分布,而太平洋上的赤道辐合带分布特征却呈东西带状分布。并且在年平均状态下三大洋赤道辐合带的最大中心强度都维持在15 mm/day左右,强度相差不大。
4.2. 存在的问题与展望
首先,由于时间有限,针对印度洋赤道辐合带的变化特征研究还不够深入,目前只利用了降水量的逐年数据,结果还不够具有代表性,今后需要利用更多数据比如风场和OLR数据等,进行更多更深入地分析来完善本文,看在不同物理量场上赤道辐合带的特征是否具有一致性;
其次,本文的降水量数据只到2017年,近几年的数据缺失不能够很好地研究出近年来印度洋赤道辐合带的变化状况,从而对未来的变化也没有得到很好地预测,而且对影响赤道辐合带的变化的机理问题并没有深入地探讨,未来的工作仍旧需要尽可能多地增加更多的评估。
最后,在研究夏季印度洋赤道辐合带的变化情况时,本文只研究了逐年7月的ITCZ的情况,没有对其他月份进行逐一地分析研究,结果的代表性不足,今后将尽可能多地分析每年的各个月份,增强结果的严谨准确性,从而得到逐年四季不同的赤道辐合带的强度、宽度及中心强度大小特征,分析印度洋赤道辐合带的季节和年际变化特征。