Circulation mechanisms of climate anomalies in the equatorial Indian Ocean

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Abstract:

The circulation mechanisms of climatic anomalies in the equatorial Indian Ocean are diagnosed from longterm surface and upper-air data for the October-November core of the East African "Short Rains" and season of zonal circulation cell along the Indian Ocean Equator. Climatic variability is dominated by variations in the intensity of the zonal circulation cell, manifested in subsidence in the West, ascending motion in the East, divergent westward flow in the upper troposphere, and equatorial surface westerlies (UEQ). The UEQ requires steep zonal pressure gradient, with low pressure in the East. Disastrous floods in East Africa and drought in Indonesia occur in years with weak development of the zonal circulation cell, characterized by high surface pressure anomaly in the East, which is common but not limited to the low phase of the Southern Oscillation (SO). A deficient Indian summer monsoon, common in the low SO phase, leaves behind an anomalously warm western Indian Ocean. With high pressure anomaly in the East during the months preceding October-November the Indonesian waters tend to be anomalously cold. Accordingly, with weak zonal circulation cell and in the low SO phase, the westward gradient of sea surface temperature in the equatorial Indian Ocean tends to be reduced. Weak equatorial zonal circulation in October-November is preceded by flow departures of same sense in the near-equatorial atmosphere evolving since boreal summer, and this is evidenced in the 1958-97 record as a whole, as well as for the individual extreme years 1961, 1994 and 1997. Peculiar to the 1961 extreme event is that it was preceded by an extremely good Indian summer monsoon yet anomalously warm waters in the West of the basin, and that the functionally important surface high pressure anomaly in the East did not coincide with the low SO phase.



Die Zirkulationsmechanismen von Klima-Anomalien im a¨quatorialen Indischen Ozean werden diagnostiziert auf Grund von langja¨hrigen Daten am Boden und in der freien Atmospha¨re fu¨r Oktober–November, den Kern der zweiten Regenzeit in Ostafrika und Jahreszeit einer kra¨ftigen zonalen Zirkulationszelle la¨ngs des A¨quators. Die Vera¨nderlichkeit des Klimas wird beherrscht von Schwankungen in der Sta¨rke der zonalen Zirkulationszelle, die sich manifestiert im Absinken im Westen, Aufwa¨rtsbewegung im Osten, divergenter westwa¨rtiger Stro¨mung in der oberen Tropospha¨re, und a¨quatorialen Westwinden am Boden (UEQ). UEQ erfordert einen starken zonalen Druckgradienten, mit tiefem Druck im Osten. Verheerende Starkregen in Ostafrika und Du¨rren in Indonesien ereignen sich in Jahren mit schwacher Ausbildung der zonalen Zirkulationszelle, die gekennzeichnet ist durch anomal hohen Bodendruck im Osten, der gewo¨hnlich aber nicht ausschliesslich in der niederen Phase der Southern Oscillation (SO) vorkommt. Ein schwacher Indischer Sommermonsun, der fu¨r die niedere Phase der SO typisch ist, hinterla¨sst einen anomal warmen westlichen Indischen Ozean. Bei anomal hohem Druck im Osten wa¨hrend der dem Oktober–November vorhergehenden Monate pflegen die Indonesischen Gewa¨sser anomal kalt zu sein. Mit schwacher zonaler Zirkulationszelle und in der niederen Phase der SO pflegt dementsprechend der westwa¨rtige Temperaturgradient im a¨quatorialen Indischen Ozean abgeschwa¨cht zu sein. Einer schwachen a¨quatorialen Zonalzirkulation gehen gleichsinnige Stro¨mungsabweichungen in der a¨quatornahen Atmospha¨re voran, die sich seit dem Nordsommer ent wicke ln. Das erweist sich fu¨r den Zeitraum 1958–97 insgesamt, ebenso wie fu¨r die extremen Einzeljahre 1961, 1994, und 1997. Eigentu¨mlich fu¨r das extreme Ereignis 1961 ist der Umstand, dass ihm ein außergewo¨hnlich ergiebiger Indischer Sommermonsun, jedoch Warmwasseranomalien im Westen des Beckens vorausgingen, und dass die funktionsma¨ßig wichtige Hochdruckanomalie im Osten nicht mit der niederen Phase der SO zusammenfiel.

Keywords:

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2003/0012-0081

Publication date: March 1, 2003

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