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风应力桥梁作用下热带太平洋和热带印度洋相互作用的数值试验 总被引：1，自引：1，他引：0
利用中等复杂程度全球热带大气和热带海洋模式的数值试验,模拟分析了热带太平洋和热带印度洋通过风应力桥梁的相互作用过程.利用NCEP再分析的1958～1998年SST强迫大气模式得到的风应力与NCEP再分析的同期热通量共同驱动海洋模式,作为控制试验;和控制试验平行,但强迫大气模式的SST在某一海盆取为多年气候平均值的试验作为敏感性试验.比较控制试验与敏感性试验模拟的SST变率,揭示了热带某海盆SST异常通过风应力桥梁作用对其他海盆SST的影响及其过程.数值试验结果表明:热带某海盆SST暖(冷)异常一般总是引起该海盆上空西部西(东)风异常和东部东(西)风异常;热带太平洋SST暖(冷)异常导致年际尺度上印度洋上空东(西)风异常和年代际尺度上热带印度洋风场辐散(合),该风应力导致热带印度洋年际SST暖(冷)异常以及年代际SST冷(暖)异常,但这种异常均较弱;热带印度洋SST暖(冷)异常导致热带太平洋上空东(西)风异常,该风应力异常在年际和年代际尺度上均导致热带太平洋SST冷(暖)异常,但年代际尺度上异常更明显.考虑到热带印度洋SSTA受热带太平洋SSTA影响大,并且热带太平洋SST暖(冷)异常主要通过表面热通量导致热带印度洋SST变暖(冷)的观测事实,文中揭示的热带印度洋SST暖(冷)异常通过风应力桥梁作用导致热带太平洋SST冷(暖)异常的结果表明,热带印度洋SSTA对于热带太平洋SSTA主要起着一种负反馈作用,并且这种负反馈作用在年代际尺度上更为明显. 相似文献
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为了检验一个准全球的海洋环流模式中热带太平洋对风应力变化的响应,使用NCEP月平均再分析资料计算的强迫场强迫该模式进行控制试验,在(10.5°S～9.5°N,159.75°E～110.25°W)的区域增大或减小风应力拖曳系数进行敏感性试验,并把试验结果与同时段的SODA资料进行分析比较.该模式基本能模拟出海洋环流的基本气候态,但是对一些细节描述还不够准确.试验结果表明,风应力减小时可以改善模式对热带东太平洋冷舌的模拟,而对次表层温度和流场的刻画能力较弱.增大风应力则对次表层温度和流场的模拟有所改善.通过对模式中热量收支的分析可知,平流过程、扩散过程对热带太平洋海表温度的变化起到了重要的作用;海表面热交换可以促使海温距平向相反的方向发展.垂直输送对赤道中东太平洋表层的降温起重要作用,抑制了次表层的增暖,水平平流过程则促进了赤道太平洋次表层的增暖. 相似文献
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使用美国夏威夷大学发展的中等复杂程度海洋模式(IOM)在给定表面强迫条件下模拟了热带大西洋上层海洋年际和年代际变率的时空结构.利用NCEP的41a(1958～1998年)逐月平均表面资料作为强迫场,积分海洋模式41a作为控制试验,并利用模式分别做动量(风应力)通量和热量通量无异常变化的平行试验,与控制试验作比较.对3组试验模拟上层海洋变率状况的比较,并按年际和年代际时间尺度分别分析,揭示表面风应力和热通量异常对海表面温度和温跃层深度变化的影响,并比较了其影响的相对重要性.结果表明模式成功地模拟出了热带大西洋上层海洋的变率.模式模拟的海表面温度年际变化主要表现为弱ENSO型,年代际变化表现为南、北大西洋变化相反的偶极子型.在年际时间尺度上,热力强迫和动力强迫对海表温度变化都有贡献,其中赤道外海表面温度异常(SSTA)变化主要由热通量异常引起,而近赤道SSTA的变化主要由动量异常强迫引起.在年代际时间尺度上,热通量强迫的作用远比动量强迫重要.模式不仅能够模拟SST在年际和年代际时间尺度上的变率,还能够模拟温跃层深度在年际和年代际时间尺度上的变率.年际和年代际时间尺度上,温跃层深度的变率主要由动量异常决定,热通量异常强迫的贡献很小. 相似文献
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利用复EOF分析,将热带太平洋5月份的大气风场和海洋上层流场看作1个整体,对其作了动力统计诊断,用以揭示热带太平洋5月份大气、海洋环流异常与长江流域梅雨丰欠的关系并考察其年际和年代际变化.诊断结果表明:在同一EOF模态中,大气部分和海洋部分的结构有很大不同,海洋模态表现出较强的赤道陷波特征;在南、北纬5°之外,海洋流场已大幅衰减掉了,而大气风场该现象不明显.EOF第1模态模的时间系数振幅从1994年起增大趋势明显,这表明气候变化剧烈程度在加大;前2个EOF模态的时间系数均具有明显的年际和年代际变化.EOF第1模态为长江流域梅雨丰欠异常模态,大气存在经圈环流异常.EOF第2模态为ENSO模态,大气存在纬圈环流异常.黑潮因处5°N以北,已离开赤道,故其流速虽大,但流场偏差则很小,即其流速异常不明显. 相似文献
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全球海洋环流模式中上层海洋对表面强迫的响应和调整 I. 年际变率 总被引：1，自引：1，他引：1
利用一个较高分辨率的全球海洋环流模式在COADS1945～1993年逐月平均资料的强迫下对海温和环流场进行了模拟试验,研究了全球热带海洋(主要是热带太平洋)海温和环流场的年际变化特征及模式ENSO冷暖事件演变的控制机理.结果表明,模式成功地再现了和观测一致的海温和环流的年际变化以及ENSO演变特征.其中热带印度洋年际SST变率的主要模态表现为与ENSO相联系的海盆尺度的一致性增暖或变冷现象,次级模态为热带印度洋偶极子模态;热带大西洋的SST年际变率表现为类ENSO的年际振荡现象.在热带太平洋,SST年际变化主要表现为ENSO型,环流的年际变率表现为与ENSO相对应的热带海洋质量循环圈的年际异常.对应于暖(冷)事件,前期赤道海洋垂直环流圈显示出减弱(增强)的特征.其中南赤道流异常的位相较Nino3区海温总体要超前5个月左右的时间;赤道上翻流异常的位相在表层要超前4个月,并随时间由上至下扩展;赤道潜流的异常则显示出东传特征,其中最早的较为显著的异常发生ENSO成熟前3个月180°附近.在模式ENSO冷暖事件的演变过程中,次表层海温异常沿赤道的东传起了关键作用,模式的ENSO模态主要表现为"时滞振子"模态. 相似文献
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全球海洋环流模式中上层海洋对表面强迫的响应和调整Ⅰ.年际变率 总被引：1，自引：1，他引：0
利用一个较高分辨率的全球海洋环流模式在COADS 1945～1993年逐月平均资料的强迫下对海温和环流场进行了模拟试验,研究了全球热带海洋(主要是热带太平洋)海温和环流场的年际变化特征及模式ENSO冷暖事件演变的控制机理.结果表明,模式成功地再现了和观测一致的海温和环流的年际变化以及ENSO演变特征.其中热带印度洋年际SST变率的主要模态表现为与ENSO相联系的海盆尺度的一致性增暖或变冷现象,次级模态为热带印度洋偶极子模态;热带大西洋的SST年际变率表现为类ENSO的年际振荡现象.在热带太平洋,SST年际变化主要表现为ENSO型,环流的年际变率表现为与ENSO相对应的热带海洋质量循环圈的年际异常.对应于暖(冷)事件,前期赤道海洋垂直环流圈显示出减弱(增强)的特征.其中南赤道流异常的位相较Nino3区海温总体要超前5个月左右的时间;赤道上翻流异常的位相在表层要超前4个月,并随时间由上至下扩展;赤道潜流的异常则显示出东传特征,其中最早的较为显著的异常发生ENSO成熟前3个月180°附近.在模式ENSO冷暖事件的演变过程中,次表层海温异常沿赤道的东传起了关键作用,模式的ENSO模态主要表现为"时滞振子"模态. 相似文献
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热带太平洋海洋-大气耦合系统对全球变暖的响应是气候变化的热点问题。前人研究发现,气候模式的模拟偏差对于全球变暖响应结果有重要影响。本文利用美国大气研究中心(National Center for Atmospheric Research, NCAR)的地球系统模式(The Community Earth System Model,CESM)中的大气模式(Community Atmosphere Model version 5, CAM5)设计数值试验,在相同的SST(Sea Surface Temperature)增暖强迫下,通过改变海洋SST的年际变化振幅,来分析热带海洋年际变化强度的模拟对未来热带海区降水和大气环流场未来变化的影响。试验结果表明,随着SST年际变化强度的增加,全球变暖后热带太平洋降水变化的东西不对称性,以及向暖池区域辐合的风场变化等特征都逐渐减弱。进一步的分析发现,不同年际变化信号导致的大气场变化差异主要发生在冬季,是由于热带太平洋SST年际变化主模态ENSO(El Niňo-Southern Oscillation)的不对称性造成的:在厄尔尼诺年,强(弱)的年际变化信号会造成降水在东太平洋产生较大(小)的变化;而在拉尼娜年和正常年份,年际变化信号的强弱对热带降水变化的影响则不大。当热带海温的年际变化较大时,厄尔尼诺年的海温异常更强,造成的降水和风场的变化特征也会更加显著。 相似文献
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热带太平洋10月份海气联合复EOF分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用复EOF分析,将热带太平洋10月份的大气环流风场和大洋上层环流场作为一个整体,对其作了动力统计诊断,用以考察热带太平洋10月份大气大洋耦合环流的年际和年代际变化,并揭示其与厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)的关系。结果表明:在同一模态中,海洋模态表现出很强的赤道陷度特征,而大气风场则无此现象;第一模态与ENSO循环有密切关系,揭示了Walker环流异常;第一模态的垂直运动风场反映了热带太平洋赤道辐合带和南太平洋辐合带上垂直运动的异常;第二模态偏差风场的经向分量大于第一模态,反映了Hadley环流的异常;第二模态与ENSO循环有联系,但关系不如第一模态那样密切。 相似文献
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北太平洋经向翻转环流(NPMOC)是北太平洋所有经向翻转环流圈的总称,拥有5个环流圈结构.其中,热带环流圈(TC)、副热带环流圈(STC)和深层热带环流圈(DTC)位于北太平洋热带-副热带海域,是该海域间经向物质和能量交换的重要通道.主要运用NEMO模式对这3个经向翻转环流圈的年际变化特征和机理进行了研究.结果表明,TC、STC和DTC的经向流量都具有显著的年际变化特征:在El Nio期间,TC的南、北向流量均减弱,STC的北向流量增强、南向流量减弱,DTC的南向流量减弱;而在La Nia期间则相反.敏感性试验表明,在风应力强迫下得到的TC、STC南、北向流量和DTC南向流量的年际变化特征都很显著,并与在风应力、热通量和淡水通量共同强迫下得到的结果非常一致;而仅在热通量和淡水通量的强迫下,各分支流量的年际变化均较小.由此可见,风场驱动是引起北太平洋经向翻转环流年际变化的主要驱动因素,而热通量和淡水通量的影响却较小. 相似文献
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太平洋是海表温度年际变化和年代际变化发生的主要区域,但对太平洋海洋热含量变化的研究相对较少。为此, 本文分析了1980—2020年太平洋上层(0~300 m)热含量的时空变化特征。基于IAP数据,本文首先利用集合经验模态分解法(EEMD)提取不同时间尺度的海洋热含量信号,并利用正交经验分解法(EOF)对不同时间尺度的海洋热含量进行时空特征分析,得到了太平洋0~300 m海洋热含量的年际变化、年代际变化以及长期变暖的时空特征。结果表明,除了年际变化之外,热带西北太平洋上层热含量还存在明显的年代际变化和长期变暖趋势。在东太平洋和高纬度西太平洋,热含量的年代际变化特征并不突出。热带西北太平洋热含量的年代际变化在1980—1988年和1999—2013年较高,而在1989—1998年和2014—2020年期间较低。此外,针对热带西北太平洋热含量的经向、纬向和垂向特征分析,发现这种年代际变化主要发生在5°N—20°N,120°E—180°E,次表层50~200 m范围内。热带西北太平洋热含量的年代际变化对全球海表温度的年代际变化有着重要作用。 相似文献
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Interdecadal Pacific variability (IPV) is commonly observed in both the tropical and mid-latitude Pacific Ocean, and has a widespread influence on surface climate in the Pan-Pacific Basin. This variability is recorded by climate proxies such as geochemical parameters preserved in corals. However, the origins of IPV remain uncertain. To shed light on this, interdecadal variations in two long coral δ18O records from Nauru Island and the South China Sea (SCS), respectively located in the tropical Pacific and the mid-latitude North Pacific Ocean, were investigated. The interdecadal fluctuations in the δ18O series from Nauru Island (tropical Pacific) match those of the NINO3.4 index reasonably well (r=–0.30, n=96, p=0.0015), but are not correlated with those of the Pacific decadal oscillation (PDO) index (r=–0.17, n=96, p=0.05). The δ18O time series from the SCS (northwestern Pacific), by contrast, co-vary with the PDO index (r=–0.30, n=156, p=0.0007), but are out of phase with the NINO3.4 index at the interdecadal timescale (r=0.04, n=156, p=0.31). The impact on the interdecadal variability of processes occurring outside the growth region of corals is generally weak. The results thus do not support a tropical origin of IPV, but demonstrate that the interdecadal variability in the tropical Pacific and the North Pacific originates predominantly from local coupled ocean–atmosphere processes within these regions. The results also suggest that tropical–extratropical interactions played a role in IPV between 1920 and 1940, which indicates that IPV is a complex climatic phenomenon that involves multiple forcing mechanisms. 相似文献
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Interdecadal modulation of interannual atmospheric and oceanic variability over the North Pacific 总被引：1，自引：0，他引：1
The interdecadal modulation of interannual variability of the atmosphere and ocean is examined over the North Pacific by using Wavelet Transform combined with Empirical Orthogonal Function (EOF) or Singular Value Decomposition (SVD) analysis. For the period of record 1899–1997, the interannual variability of the wintertime Aleutian Low, identified by either the North Pacific Index or the leading eigenvector (EOF-1) of North Pacific sea level pressure (SLP), exhibits an interdecadal modulation. Interannual variance in the strength of the Aleutian Low was relatively large from the mid-1920s to mid-1940s and in the mid-1980s, but relatively small in the periods from 1899 to the mid-1920s and from the mid-1940s to the mid-1970s. The periods of high (low) interannual variability roughly coincide with pentadecadal regimes having a time averaged relatively intense (weak) Aleutian Low. Consistent with this SLP variability the interannual variance in the zonal wind stress is strengthened in the central North Pacific after the 1970s. The SLP EOF-2, which is related to the North Pacific Oscillation, exhibited a strengthening trend from the beginning of this century to the mid-1960s. After the 1970s, the interannual variance of SLP EOF-2 is generally smaller than that in the period from 1930 to 1970. Similar interdecadal changes in interannual variance are found in expansion coefficients for the first two EOFs of the Pacific sector 500 hPa height field for the period 1946–1993. EOF-1 of Pacific sector 500 hPa corresponds to the Pacific/North American (PNA) teleconnection pattern, while EOF-2 is related to the Western Pacific (WP) pattern. The relative influence of the atmospheric PNA and WP interannual variability on North Pacific SSTs appears to have varied at pentadecadal time scales. Results from an SVD analysis of winter season (December–February) 500 hPa and North Pacific spring season (March–May) SST fields demonstrate that the PNA-related SST anomaly exhibited larger interannual variance after the 1970s, whereas the interannual variance of the WP related SST anomaly is larger before the 1970s. Correlations between the coastal North Pacific SST records and gridded atmospheric field data also change on interdecadal time scales. Our results suggest that the SST records from both the northwest and northeast Pacific coasts were more closely coupled with the PNA teleconnection pattern during the periods of 1925–1947 and 1977–1997 than in the regime from 1948 to 1976. Teleconnections between ENSO and preferred patterns of atmospheric variability over the North Pacific also appear to vary on interdecadal time scales. However, these variations do not reflect a unique regime-dependent influence. Our results indicate that ENSO is primarily related to the PNA (WP) pattern in the first (last) half of the present century. Correlation coefficients between indices for ENSO and PNA-like atmospheric variability are remarkably weak in the period from 1948 to 1976. 相似文献
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Decadal-to-interdecadal response and adjustment of the North Pacific to prescribed surface forcing in an oceanic general circulation model 总被引：2，自引：0，他引：2
1IntroductionAvariety of observational evidences have shownthe existence of decadal-to-interdecadal variabilitiesin the Pacific Ocean.The phase transition for thosevariabilities could be gradual or abrupt.A strikingexample for abrupt change is the so-call… 相似文献
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北半球冬季南太平洋海表温度异常的主要模态及其与ENSO的关系 总被引：5，自引：0，他引：5
利用新版本的NOAA扩展重构的海温资料,研究了1950/1951年-2008/2009年北半球冬季(12月-翌年2月平均)南太平洋海温异常的主要模态,并探讨了海温主要模态在年际和年代际时间尺度上与ENSO的关系。研究结果表明:北半球冬季南太平洋海温变化主要存在两个模态,第1模态基本反映了南太平洋海温异常南－北的反相变化特征,第2模态基本反映了南太平洋海温异常东－西的反相变化特征。两个模态的年代际周期均比其年际周期显著,其中第1模态的主要年代际周期为11~16 a,第2模态的主要年代际周期为18~24 a。主要模态与ENSO关系的分析表明,第1模态与同期ENSO事件的关系最显著,主要显示其对ENSO的响应,而第2模态对滞后其1 a的ENSO事件存在一定的影响。为进一步研究它们的年际和年代际关系特征,分别对它们进行滤波后的分析表明,在年际时间尺度上,南太平洋海温两个主模态同ENSO事件的关系与滤波前的基本一致;在年代际时间尺度上,第1模态的年代际变化可能对ENSO的年代际变化存在一定的响应,而第2模态可能不仅对前期的ENSO事件存在一定的响应,还可能对后期的ENSO事件存在一定程度的影响作用。 相似文献
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Analysis of interdecadal variation of tropical Pacific thermocline based on assimilated data 总被引：5，自引：3，他引：2
1IntroductionAfterNittaandYamada(1989)andTren-berth(1990)haveinitiallydescribedthe1977climaticvariationovertheNorthPacificwithstep-likeshiftofwintermeansealevelpressurefield,thePacificinterdecadaloscillation(PDO)hasextensivelybeenstudied.TheworkaboutthecauseofPDOfromtheviewoftheNorthPacificincludesthermodynamicexplanationoflow-frequencysea-surfacetemperature(SST)affectedbyatmosphericrandomforcing(FrankignoulandHasselmann,1977),themeridionalchangeofthermaltransportbysubtropicalgyreandhen… 相似文献
17.
西太平洋暖池研究综述 总被引：2，自引：0，他引：2
西太平洋暖池（Western Pacific Warm Pool）是全球海温最高的海域,汇聚了巨大的热能,在地球气候系统中具有非常重要的作用。本文综述了近30年来有关西太平洋暖池的研究进展,包括西太平洋暖池的维持机制、在不同时间尺度西太平洋暖池的变异特征和物理机制,以及西太平洋暖池的观测和数值模拟等领域的研究进展。西太平洋暖池的维持是现有地形下大气过程和海洋过程相互作用导致的,在季节内到世纪尺度均存在很强的变化。其中：季节内变化的驱动机制主要包括与大气季节内振荡(Madden Julian Oscillation)相关的对流和海表面热通量变化,以及海洋波动等海洋动力过程;季节变化主要是太阳辐射的季节变化导致;在年际尺度上,西太平洋暖池作为El Ni?o-Southern Oscillation的一部分而振荡具有显著年际变化;太平洋代际振荡（Pacific Decadal Oscillation）和大西洋代际振荡（Atlantic Multi-decadal Oscillation）驱动着西太平洋暖池的年代际变化;世纪尺度的变化显示全球变暖背景下西太平洋暖池存在扩张趋势。人类对西太平洋暖池的系统观测始于海洋观测卫星的使用,随后历经WCRP/TOGA、TAO/TRITON、TOGA-COARE、WOCE、Argo、SPICE、NPOCE等多个观测计划,极大促进了西太平洋暖池的研究。但截止到第五次耦合模式比对计划（Coupled Model Intercomparison Project 5）,多数气候模式仍未能克服热带模拟偏差,对西太平洋暖池的模拟效果较差,表明在西太平洋暖池动力学的理解和模拟方面仍有较大进步空间。 相似文献
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Interannual variations of the air-sea CO 2 exchange from 1965 to 2000 in the Pacific Ocean are studied with a Pacific Ocean model.Two numerical experiments are performed,including the control run that is forced by climatological monthly mean physical data and the climate-change run that is forced by interannually varying monthly mean physical data.Climatological monthly winds are used in both runs to calculate the coefficient of air-sea CO 2 exchange.The analysis through the differences between the two runs shows that in the tropical Pacific the variation of export production induced by interannual variations of the physical fields is negatively correlated with that of the air-sea CO 2 flux,while there is no correlation or a weak positive correlation in the subtropical North and South Pacific.It indicates that the variation of the physical fields can modulate the variation of the air-sea CO 2 flux in converse ways in the tropical Pacific by changing the direct transport and biochemical process.Under the interannually varying monthly mean forcing,the simulated EOF1 of the air-sea CO 2 flux is basically consistent with that of sea surface temperature(SST) in the tropical Pacific,but contrary in the two subtropical Pacific Ocean.The correlation coefficient between the regionally integrated air-sea CO 2 flux and area-mean SST shows that when the air-sea CO 2 flux lags SST by about 5 months,the positive coefficient in the three regions is largest,indicating that in the tropical Pacific or on the longer time scale in the three regions,physical processes control the flux-SST relationship. 相似文献
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Mansour Ioualalen Yoshinobu Wakata Yoshikazu Kawahara Yves Gouriou David Varillon 《Journal of Oceanography》2003,59(1):105-111
The sea surface salinity (SSS) derived from a network developed at Institut de Recherche pour le Développement (IRD/Nouméa)
has been analyzed during the period 1995–1998 in the tropical western Pacific. The measurements were made with thermosalinographs
installed on merchant ships selected for their regularity and routes. The western tropical Pacific was sampled mainly along
three regular routes across the equator leading to an average of a one month frequency. We analyze here how such a network
can be efficient in monitoring the SSS at time scales longer than one month. For this purpose we have used results derived
from the Princeton Ocean Model (POM) which is forced by the surface flux of National Centers for Environmental Prediction
(NCEP) reanalysis data. The interannual variability of the simulated SSS exhibits very similar features to (sub-sampled) observations
despite its being weakly damped to a climatology in order to avoid biases. Even smaller time scale phenomena can be simulated,
like the erosion/reconstruction of the region composed of low density waters lying within the Pacific warm pool. The agreement
between the observational data and the simulations indicate that the network sampling is sufficient to monitor the SSS variability
of the western tropical Pacific from three-month to interannual time scales.
This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献