北太平洋气候系统年代际演变的主要特征及其海气耦合机制初探

论文摘要

本文利用JEDAC、NCEP、SODA、WOCE等资料,对北太平洋上层热含量、大气要素场以及平流热输送和验潮站水位进行了系统的分析,研究表明: 1.北太平洋上层海洋热含量存在25年左右的年代际变化和5年左右的年际变化,年代际尺度为其主要变化模态。年代际的空间分布呈“马蹄”形。年际尺度变化落后ENSO事件7个月。 2.北太平洋区域的大气要素场也存在显著的年代际变化特征,且演变过程是同步的,表现出显著的一致性。 3.大气要素场的年代际演变同上层海洋热含量的趋势存在很好的相关。 根据上述关系,得出了一个存在于上层海洋热过程和阿留申低压系统之间的海气耦合模型。即:上层海洋热积聚时,海表热通量为负异常,阿留申低压减弱,使得海表热通量减弱更甚,上层海洋热积聚加强,这是正反馈;而弱的阿留申低压所产生的弱西风又可使得经向的表层Ekman输运和垂直混合减弱,同时随着上层海洋的热积聚,使得SST迅速升高,逐渐增大的海气温差使得海表热通量增加,热积聚过程受抑制,这是负反馈;当海表热通量恢复正常时,正反馈消失,负反馈效应达最大,使得海表热通量变为正异常,上层海洋转为热散失过程。 该模型说明,中纬度北太平洋海气耦合系统可以产生年代际振荡。 4.西北太平洋区域的平流热输送同样存在显著的年代际演变特征,验潮站水位资料提供了佐证。通过对比分析可知,平流热输送是与北太平洋海气耦合系统的年代际演变相适应的。 5.北太平洋气候系统存在长、短两个主要的年代际周期,长、短周期相互叠加,共同主导着气候系统的年代际演变。当长、短年代际周期零振幅、同趋势交汇时,北太平洋气候系统似乎就会发生系统性突变。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 北太平洋年代际变化的研究意义
• 1.2 北太平洋年代际变化的研究进展
• 1.2.1 北太平洋年代际变化的主要特征
• 1.2.2 北太平洋年代际变化的形成机制
• 1.2.3 北太平洋年代际变化中的海洋过程
• 1.3 拟讨论的问题
• 1.4 资料与方法
• 第二章 北太平洋上层海洋热含量的年代际变化主要特征
• 2.1 北太平洋上层海洋热含量年代际变化的时空特征
• 2.2 北太平洋上层海洋热含量年代际背景态的确定及其分布特征
• 2.2.1 北太平洋上层海洋热含量年代际背景态的确定
• 2.2.2 北太平洋上层海洋热含量年代际冷、暖背景态的分布特征
• 2.2.3 北太平洋上层海洋热含量年代际增、失热趋势期的分布特征
• 2.3 北太平洋上层海洋热含量年代际活动中心与其多年平均空间分布的关系
• 第三章 北太平洋大气要素场的年代际变化特征及气候系统的海气耦合机制
• 3.1 北太平洋大气要素场的年代际变化特征
• 3.1.1 北太平洋海表热通量的年代际变化特征
• 3.1.2 阿留申低压的年代际变化特征
• 3.1.3 北太平洋风场的代际变化特征
• 3.1.4 北太平洋大气要素场的年代际变化特征
• 3.2 北太平洋海气祸合系统的年代际变化自维持机制
• 第四章 西北太平洋平流热输送的年代际特征以及与上层海洋热含量的关系
• 4.1 黑潮及黑潮延续体区域流量、热通量及温度平流的年代际演变特征
• 4.1.1 垂直断面的流量
• 4.1.2 垂直断面的热通量
• 4.1.3 垂直断面的温度平流
• 4.2 西北太平洋验潮站水位高度的年代际变化
• 4.3 平流热输送与北太平洋上层海洋热量变化的关系
• 第五章 海气热交换和平流热输送对北太平洋上层热量年代际演变的影响
• 第六章 结论及存在的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附图