太平洋海温年代际变化结构及传播机制的初步研究

论文摘要

利用美国Maryland大学的SODA海洋资料集分析了太平洋海温年代际变化的主要形式,并初步探讨了其年代际变化的可能原因,结果表明: (1)太平洋上层海温存在很强的年代际变化,其分布在不同层次有不同的分布形式,但年代际变率的大值层都对应于温度随深度变化的极大值处,表明年代际变率的垂直结构与温度层结有关。 (2)源自北太平洋中部海表的信号向深层延伸,并由窗口地区向西南潜沉,热带西南太平洋的信号越过赤道向东北挺进,两处信号沿20℃等温线传播,在副热带等温线转折处汇合,表明潜沉路径与温跃层的结构有关,海温年代际信号沿着温度随深度变化的极大值处传播,其优势周期在30年左右。 (3)北太平洋的年代际信号起源于海表的海气耦合,并由表面向深层传播,引起深层时间上的滞后。在海气耦合的过程中,海表风场的改变起了主导作用。通过改变潜热通量,风场的年代际变化极大地影响了海表温度,引起了北太平洋海温的年代际变化。 (4)在年代际尺度上,风应力异常通过风驱埃克曼关系改变了洋流,而洋流的年代际变化,会产生3种效应:(1)在经向上产生了异常的经向海流,改变了冷暖平流输送项;(2)在赤道地区,纬向急流的加速或减速产生了异常的Ekman漂流,通过热带和热带外的三维循环影响了海流的垂直运动;(3)洋流旋度的变化,通过辐散辐合引起的抽吸或下沉作用使得海温也发生了很大变化,即表层气旋式旋度加强,海流上升加强或下沉减弱,使海表温度变冷或变暖,若反气旋式旋度加强,则情况正好与之相反。因此,洋流的年代际变化对海温的影响也是不可忽视的。 本文对太平洋海温年代际变化的成因作了分析,但仅局限于诊断分析的初步探讨,至于其具体机制,有赖于洋流数值模式的论证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 海温年代际时间尺度气候变化的研究现状
• 1.2 国内外关于太平洋年代际气候变化的研究
• 1.3 本文拟解决的问题
• 第二章 太平洋海温年代际变率的形态
• 2.1 资料和方法
• 2.2 太平洋热力状况年代际信号的关键区
• 2.3 太平洋海温年代际变化与温度层结的关系
• 2.4 EOF揭示的太平洋海温年代际变化的主要空间结构
• 2.5 太平洋海温年代际变化的传播特征
• 2.6 小结
• 第三章 北太平洋海温年代际变率与大气环流之间的关系
• 3.1 资料和方法
• 3.2 太平洋风场年代际变化的空间结构
• 3.3 北太平洋风场年代际变化与海温年代际变化的相关分析
• 3.4 北太平洋海表温度年代际变化与海表潜热输送的相关分析
• 3.5 小结
• 第四章 太平洋海温年代际变化与洋流的关系
• 4.1 资料和方法
• 4.2 太平洋上层洋流的主要分布
• 4.3 北太平洋表层洋流的年代际变化
• 4.4 北太平洋上层150m平均洋流的年代际变化
• 4.5 年代际尺度上风应力对表层洋流的作用
• 4.6 北太平洋上层洋流的年代际变化对海温年代际变化的影响
• 4.7 小结
• 第五章 全文总结