Impact of IODM and ENSO on the East Asian Monsoon: Simulations through NCAR Community Atmospheric Model

동아시아 몬순 지역에서 IODM과 ENSO의 영향 : NCAR Community Atmospheric Model을 이용한 모의 실험

The normal Indian Ocean is characterized by warmer waters over the eastern region and cooler waters over the western region. Changes in sea surface temperature (SST) over the western and eastern Indian Ocean give birth to a phenomenon now referred to as the Indian Ocean Dipole Mode (IODM). The positive phase of this mode is characterized by positive SST anomalies over the western Indian Ocean and negative anomalies over the southeastern Indian Ocean, while the negative phase is characterized by a reversed SST anomaly pattern. On the other hand, the normal Pacific Ocean has warm (cool) waters over the western (eastern) parts. Positive (negative) SST anomalies over the central/eastern (western) Pacific Ocean characterize the E1 Nino phenomenon. The reverse situation leads to the La Nina phenomenon. The coupled ocean-atmosphere phenomenon over the Pacific is referred to as the E1 Nino Southern Oscillation (ENSO) phenomenon. In this study the impact of IODM and ENSO on the East Asian monsoon variability has been studied using observational data and using the Community Atmospheric Model (CAM) of the National Center for Atmospheric Research (NCAR). Five sets of model experiments were performed with anomalous SST patterns associated with IODM/ENSO superimposed on the climatological SSTs. The empirical and dynamic approaches reveal that it takes about 3-4 seasons fur the peak IODM mode to influence the summer monsoon activity over East Asia. On the other hand, the impact of ENSO on the East Asian monsoon could occur simultaneously. Further, the negative (positive) phase of IODM and E1 Nino (La Nina) over the Pacific enhances (suppresses) monsoon activity over the Korea-Japan Sector. Alternatively, IODM appears to have no significant impact on monsoon variability over China. However, El Nino (La Nina) suppresses (enhances) monsoon activity over China. While the IODM appears to influence the North Pacific subtropical high, ENSO appears to influence the Aleutian low over the northwest Pacific. Thus, the moisture supply towards East Asia from the Pacific is determined by the strengthening/weakening of the subtropical high and the Aleutian low.

일반적으로 인도양 동쪽 해수면 온도는 따뜻하고, 서쪽 해수면 온도는 차갑다. 이러한 인도양 동/서쪽의 해수면 온도 변화는 인도 해양 다이폴 현상(Indian Ocean Dipole Mode, IODM)이 그 원인이다. 다이폴의 양의 위상은 서쪽 인도양에 양의 SST 아노말 리가 나타나고, 남동 인도양에는 음의 SST 아노말리가 나타나고 음의 위상은 이와 반대의 SST 아노말리가 나타난다. 반면 태평양의 경우, 일반적으로 서쪽 해수면 온도는 따뜻하고, 동쪽 해수면 온도는 차갑다. 중앙/동(서) 태평양 해양의 양(음)의 SST 아노말리가 현상이 나타날 때는 엘니뇨 시기이다. 이와 반대의 SST 아노말리 현상은 라니냐 시기이다 이러한 태평양의 대기-해양간의 상호작용으로 나타나는 현상을 엘니뇨 난방진동(El Nino Southern Oscillation, ENSO)이라 한다. 본 연구에서는 IODM과 ENSO현상에 따른 동아시아 몬순 변동성을 분석하기 위해 관측자료와 NCAR MCA모델 자료를 사용하였다 IODM과 ENSO 현상과 관련된 SST 아노말리 5가지 실험을 수행하였다. IDO모드는 최고의 값이 나타난 이후 약 $3\~4$계절의 시간 지연을 가지고 동아시아의 여름 몬순 활동에 영향을 주는 반면, ENSO는 동아시아 여름 몬순과 같은 계절에 영향을 준다. IODM 음(양의)위상과 태평양에서의 엘니뇨(라니냐) 현상은 한국과 일본지역에서 몬순 활동을 강화(억제)하는 역할을 한다. 반면 중국 지역에서는 IDOM과 몬순 변동성과는 별다른 연관성이 없는 것으로 나타났다. 그러나 엘니뇨(라니냐)일 때, 중국 지역에서 몬순 활동은 억제(강화)되는 경향을 보였다. IODM은 북태평양 아열대 고기압이 강화 할 때 나타나고, ENSO는 북서 태평양 알류산 저기압의 영향으로 나타난다. 따라서 태평양으로부터 동아시아 쪽으로의 수분 공급은 아열대 고기압과 알류산 저기압의 강화/약화에 의해 결정된다.