熱帶太平洋年代際變化及其形成機制探討.pdf

1、利用數(shù)據(jù)資料和數(shù)值模式，本文對熱帶太平洋的年代際變化及其形成機制進行了探討。通過分析COADS資料、SODA資料、JEDAC的觀測資料、HadISST1資料和ERSST資料中的海表面溫度(SST)、海面氣壓(SLP)、海面風(fēng)場和海洋上400m熱含量，對太平洋特別是熱帶太平洋的年代際變化現(xiàn)象有了較深入的認識。在此基礎(chǔ)上，使用海氣耦合的數(shù)值模式模式——FOAM進行了一系列的數(shù)值實驗，包括分別關(guān)閉北太平洋、熱帶太平洋和南太平洋的海氣耦合過程的

2、實驗，以及分別在南、北太平洋加上SST強迫的實驗，對熱帶太平洋年代際變化的主要形成機制進行了探討。 資料分析的結(jié)果表明熱帶太平洋年代際變化主要表現(xiàn)為太平洋年代際變化主導(dǎo)模態(tài)Pacific(inter)Decadal Oscillation(PDO)的一部分。PDO反映的是熱帶中東太平洋及北美沿岸與北太平洋中部SST位相相反的變化，其顯著周期在四五十年左右。SLP和海面風(fēng)場對PDO的響應(yīng)主要發(fā)生在北太平洋阿留申低壓區(qū)和熱帶太平洋，

3、熱帶東太平洋和西太平洋的位相相反。除了PDO之外，熱帶太平洋SST還有另一種相對次要的變化，主要存在于中部海區(qū)，并且與太平洋30°N以北的變化位相一致，顯著周期在10-15年之間。熱帶太平洋上400m熱含量，在年代際尺度上東西部的變化位相相反。年代際變化不僅是GST的異常，它是海洋上層熱量的調(diào)整，更是氣候系統(tǒng)自身的調(diào)整。 熱帶太平洋年代際變化的強度極其依賴于熱帶的海氣耦合過程。通過大氣的遙相關(guān)作用，熱帶的SST年代際變化可以影響

4、到中緯度海區(qū)，引發(fā)同步的SST年代際變化。北太平洋的響應(yīng)比南太平洋更為突出，形成一個中部與東部變化相反的空間分布。中緯的異常信號既可以通過海洋內(nèi)部通道又可以海氣之間的相互作用影響到熱帶太平洋。在實驗結(jié)果中，海洋內(nèi)部通道位于北太平洋和熱帶之間，但是不能到達赤道海區(qū)；連接南太平洋和熱帶的通道尚不能證明是否存在。海氣之間的正反饋作用能夠?qū)⒅芯暥鹊挠绊憘鬟f到赤道海區(qū)。南、北太平洋的海氣耦合過程對中緯度異常信號在熱帶所能產(chǎn)生的影響具有非常重要的作

5、用，能夠明顯加強中緯度通過海氣相互作用和海洋內(nèi)部通道對熱帶的影響程度，影響熱帶SST變化的時間和空間特征。相對而言，北太平洋對熱帶太平洋的影響要大于南太平洋。數(shù)值實驗的總體結(jié)果更支持(熱帶)太平洋的年代際變化主要是由熱帶和中緯度的相互作用產(chǎn)生的。來自中緯度的年代際變化信號，經(jīng)過熱帶海氣耦合過程的放大和調(diào)整，變成具有一定時、空分布的異常模態(tài)；通過大氣對熱帶SST變化的響應(yīng)。年代際異常信號被引入中緯度，進而在當?shù)睾怦詈线^程的作用下發(fā)展起來