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1.
热带印度洋SST的日变化幅度受到大气季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,MJO)的调制,其在MJO对流最强(弱)位相达到极小(大)值,并且在MJO对流增强位相显著强于其对流减弱位相。本文利用逐时的再分析海表通量强迫一维海洋混合层模式,定量地诊断了MJO事件中SST日变化的差异成因。结果表明,SST日变化在MJO对流最强与最弱位相的显著差异主要是由短波辐射的季节内变化所致(40%),其次是风应力(38%)和潜热通量(14%),其他要素的影响较小。而SST日变化在MJO对流增强与减弱位相所呈现的不对称特征,主要是由纬向风应力的不对称性所致,这是MJO扰动结构与背景环流相互作用的结果。 相似文献
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利用大洋环流模式,探讨海洋对大气强迫的响应及北太平洋环流振荡模态(NPGO)形成的直接原因。对控制试验模拟的海表温度异常(SSTA)进行经验正交函数(EOF)分解,发现第二模态类似于经典NPGO 模态,说明采用该模式研究海洋对大气强迫的响应是可行的。在控制试验基础上,通过改变大气强迫场设计了一系列敏感试验,发现大气强迫场为NPGO 模态正强年的合成场时,所得SST异常场能较好再现NPGO 空间特征,说明海洋状态强烈依赖于大气强迫,大气强迫是造成NPGO 的直接原因;对大气强迫场中的动力强迫、热力强迫等物理量进行不同配置进行试验,发现风场动力强迫对NPGO 的影响最大,是形成NPGO 的关键强迫,其中又以纬向风应力的影响居首。 相似文献
3.
季节内变化是热带气候的重要影响因素。以北半球夏、冬两季为例,对比了海洋再分析数据集(ECCO2、SODA3和CORA)与卫星观测海表面温度(SST)以及海表面高度(SSH)在印度洋区域季节内信号的差异;还以冬季MJO(Madden Julian Oscillation)事件和夏季季风事件为例,对比分析了不同强迫过程中再分析数据与观测数据的差异与原因。结果表明,再分析产品在近岸海域具有与观测数据相当的季节内波动,但是在大洋内部,除CORA在赤道中印度洋略强于观测数据,其他再分析数据季节内波动明显弱于观测数据20%以上,SODA3甚至达到60%以上。具体来说,在东传MJO和北传CIO (Central Indian Ocean mode)事件期间,再分析数据中热力强迫下的季节内SST变化呈现较好,仅ECCO2和CORA在相位上滞后观测数据5～10 d。在夏季CIO的SST异常西传期间,再分析数据中动力强迫下的季节内变化呈现较差,ECCO2和CORA仅在85°E～95°E呈现出微弱的西传信号,SODA3的SST异常并未西传;而且强度上,90°E～100°E附近所有再分析SST异常均弱于观测数据50%以上。通过对比东印度洋上混合层季节内流速发现,CIO事件期间再分析流速振幅弱于观测数据51.42%,且CIO波峰期间与观测数据的相对偏差达到65.16%。再分析数据中动力强迫的信号呈现较弱,可能是导致季节内变化在大洋中部明显弱于观测数据的原因。因此,要提升再分析产品中季节内信号,不仅需要关注热力与动力强迫的修正,更需要扩大海洋观测以增加数据同化,尤其是在赤道印度洋海域需要加强对海流的观测。 相似文献
4.
厄尔尼诺/南方涛动现象对热带西太平洋大气外强迫的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1个热带太平洋中等海气耦合模式,针对厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)现象对热带西太平洋季节内振荡(MJO)和季风的响应进行了研究.数值试验的结果表明:热带西太平洋的MJO和季风这类周期比ENSO周期短的大气外强迫对ENSO的影响随强迫强度的不同具备不同的表现形式:当MJO或季风很弱时会使ENSO振幅加强;当为中等强度时,几乎对ENSO没有影响;当MJO或季风较强时,ENSO振幅加强,锁相时间从冬季转移至秋季;外强迫非常强时,会因为短周期外强迫形成的海洋波动干扰了ENSO循环,ENSO循环振幅减弱或消失. 相似文献
5.
在夏季,南海西部的越南沿岸上升流系统(Vietnam boundary upwelling system, VBUS)时常出现高浮游植物生物量。其中由马登-朱利安振荡(Madden-Julian oscillation, MJO)主导的季节内尺度(30～60d)变率占到重要作用,但MJO对海表叶绿素的调控效应及机制尚不清楚。本研究采用重建的遥感叶绿素数据与多源观测资料,探究MJO事件中VBUS叶绿素季节内变化特征及成因。复合分析结果显示,在MJO事件末期,该海域叶绿素浓度达到季节内最高值,海表温度(seasurface temperature,SST)、地转流纬向分量与Ekman泵吸及风场与该海域叶绿素浓度相位模态高度对应,且与叶绿素相位序列相关性按该顺序递减。进一步将VBUS分成近岸和离岸两个子区域,通过广义加性模型分析叶绿素浓度的主导调控因子。结果显示VBUS海域沿岸与离岸区域叶绿素浓度影响因子及其强度并不相同, SST同为两个区域最强影响因子,沿岸区域次要影响因子为地转流纬向分量及Ekman泵吸,离岸次要影响因子为地转流纬向分量,且其影响强度与SST平分秋色。通过进一步分析该调控... 相似文献
6.
南太平洋副热带偶极子模式模拟评估 总被引：1，自引：1，他引：0
为研究模式模拟南太平洋副热带偶极子的能力,本文利用CMIP5(CoupledModel IntercomparisonProjectPhase5)模式的模拟数据评估了15种模式模拟南太平洋副热带偶极子(South Pacific Subtropical Dipole, SPSD)时空分布的效果,并予以评分。结果表明:其中10种模式可以模拟出完整的SPSD生成发展过程,且SPSD的主要区域与观测较为接近,但其余5种模式在模拟强度、位置与观测有较大出入;所有模式在模拟SPSD生成阶段时比观测提前一个月出现偶极模态,1/4的模式海表面温度(sea surface temperature, SST)偶极异常可以追溯到6个月之前;潜热通量与SST的时空分布显示,潜热通量是影响偶极模态生成发展的主要因素。模态的变化主要受大气环流的调制,在模态发展最强时部分模式的正极上方有正潜热通量异常,即海洋向大气传递热量。分析显示模式模拟海气耦合过程中的SST模拟强度较观测偏强,气压方面与观测较为接近。 相似文献
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美国卡罗莱纳州区域海洋观测预报系统简介 总被引：2，自引：0，他引：2
介绍了美国卡罗莱纳州区域海洋观测预报系统(Caro-COOPS系统)。该系统通过"实时观测-模式模拟-数据同化-业务应用"形成的一个完整链结,为卡罗莱纳州及其周边海域的科研、经济以及军事应用提供服务。观测系统依靠沿岸水文气象台站、海上浮标、潜标以及卫星遥感装置等,获得研究海区的准确观测资料。数值模拟模块是Caro-COOPS系统的核心部分,使用三重网格嵌套技术,并耦合了大气、海浪、泥沙输运以及生物化学模型,真实、全面地模拟出该海区的状况。Caro-COOPS系统中采用集合卡曼滤波和四维变分同化的方式,利用观测数据来调整计算误差。在模式的运行过程中,数据同化的作用主要体现在对初始场和强迫场的修正上,其观测结果经过统计分析处理后,可对原有的强迫场进行校正,将相对真实的强迫场提供给模式计算;模式计算的结果与观测数据相融合,通过滤波的方法调整积分的方向,以便更加逼近物理场的真实状态,将滤波调整后形成的物理场作为模拟下一个时刻计算所需的初始场。经过数据同化的调整,优化了模式计算所依赖的初始场和强迫场,减小了其与真实状态的误差,使模式的计算结果更加逼近真实值。Caro-COOPS系统的一大优势亮点是通过将预报结果与地理信息系统(GIS)相结合,快速而准确地定位洪水、风暴潮等自然灾害的影响区域,可准确至每一条街道乃至住宅,极大方便了决策部门有针对性地进行灾害预防和救助工作。GIS与模式结果的结合也极大地增强了Caro-COOPS系统服务社会的能力。 相似文献
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中国降水季节内振荡的气候特征分析 总被引：2，自引：0，他引：2
利用谐波分析、功率谱分析的方法,对全国730个站点自1951～2000年逐日降水资料进行气候平均分析,研究全国降水季节内振荡的分布特征.研究结果表明,中国大部分地区的降水主要以季节变化为主,而在长江中下游流域主要以季节内振荡为主.气候平均下降水的准双周振荡和Madden and Julian Oscillation(简称MJO)的振幅都在4月份开始加强,在11月份开始减弱,而MJO全年表现都很显著,准双周振荡主要在夏季显著;MJO主要分布在36°N以南的长江中下游地区,准双周振荡主要分布在115°E以西的内陆. 相似文献
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用Niiler—Kraus类型的混合层积分模式,对TOGA—COARE强化观测期间由《实验3号》科学考察船观测资料得到的混合层深度和SST在季节内时间尺度的变化进行了模式研究。指出:1.混合层耗散参数与较长时间尺度过程风应力的变化存在着比较好的对应关系;2.模式可以较好的对风场和热通量场在季节内时间尺度的变化作出响应,模拟出季节内时间尺度SST的变化;3.Niiler,-Kraus模式在考虑耗散作用后,可用于海洋季节内时间尺度变化的模式研究。 相似文献
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The El Niño/Southern Oscillation (ENSO) constitutes a major source of potential predictability in the tropics. The majority of past seasonal prediction studies have concentrated on precipitation anomalies at the seasonal mean timescale. However, fields such as agriculture and water resource management require higher time frequency forecasts of precipitation variability. Regional climate models (RCMs), with their increased resolution, may offer one means of improving general circulation model forecasts of higher time frequency precipitation variability.
Part I of this study evaluated the ability of the Rossby Centre regional atmospheric model (RCA), forced by analysed boundary conditions, to simulate seasonal mean precipitation anomalies over the tropical Americas associated with ENSO variability. In this paper the same integrations are analysed, with the focus now on precipitation anomalies at subseasonal (pentad) timescales.
RCA simulates the climatological annual cycle of pentad-mean precipitation intensity quite accurately. The timing of the rainy season (onset, demise and length) is well simulated, with biases generally of less than 2 weeks. Changes in the timing and duration of the rainy season, associated with ENSO forcing, are also well captured. Finally, pentad-mean rainfall intensity distributions are simulated quite accurately, as are shifts in these distributions associated with ENSO forcing. 相似文献
Part I of this study evaluated the ability of the Rossby Centre regional atmospheric model (RCA), forced by analysed boundary conditions, to simulate seasonal mean precipitation anomalies over the tropical Americas associated with ENSO variability. In this paper the same integrations are analysed, with the focus now on precipitation anomalies at subseasonal (pentad) timescales.
RCA simulates the climatological annual cycle of pentad-mean precipitation intensity quite accurately. The timing of the rainy season (onset, demise and length) is well simulated, with biases generally of less than 2 weeks. Changes in the timing and duration of the rainy season, associated with ENSO forcing, are also well captured. Finally, pentad-mean rainfall intensity distributions are simulated quite accurately, as are shifts in these distributions associated with ENSO forcing. 相似文献
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气候模式中海洋数据同化对热带降水偏差的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
本文采用海洋卫星观测海表温度(SST)和海面高度异常(SLA)数据,对国家海洋局第一海洋研究所地球系统模式FIO-ESM(First Institute of Oceanography Earth System Model version 1.0)中海洋模式分量进行了集合调整卡尔曼滤波(EAKF)同化,对比分析了大气环流、湿度和云量对海洋数据同化的响应,探讨了海洋同化对热带降水模拟偏差的影响。结果表明:海洋数据同化能有效改善海表温度和上层海洋热含量的模拟,30°S~30°N纬度带内年平均SST的绝均差降低60%。同化后大气模式模拟的赤道两侧信风得到明显改善,上升气流在赤道以北热带地区增强而在赤道以南热带地区减弱,热带降水模拟的动力结构更为合理,水汽和云量分布也更切合实际。热带年平均降水的空间分布和强度在同化后均得到改善,赤道以南的纬向年平均降水峰值显著降低,降水偏差明显减小,同化后30°S~30°N纬度带内年平均降水绝均差降低35%。 相似文献
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Using observations and numerical simulations, this study examines the intraseasonal variability of the surface zonal current(u ISV) over the equatorial Indian Ocean, highlighting the seasonal and spatial differences, and the causes of the differences. Large-amplitude u ISV occurs in the eastern basin at around 80°–90°E and near the western boundary at 45°–55°E. In the eastern basin, the u ISV is mainly caused by the atmospheric intraseasonal oscillations(ISOs), which explains 91% of the standard... 相似文献
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次表层上卷海温对改进ENSO(厄尔尼诺-南方涛动,El Ni o-Southern Oscillation)模拟水平及ENSO年代际变化均具有重要作用。利用一个中等复杂程度耦合模式(intermediate coupled model,简称ICM)和Nudging(张弛逼近)同化方法,重构了1856—2008年间热带太平洋地区的次表层上卷海温。统计检验表明,重构的次表层上卷海温与近50年的3种分析资料间具有较高的相关性和较小的均方根误差。此外,通过此重构的次表层上卷海温资料重新驱动ICM模式,模拟得到的海表温度距平(sea surface temperature anomaly,简称SSTA)可以真实地反映出ENSO的年际和年代际变化,表明此重构的次表层上卷海温资料可用于气候研究,特别是用于ENSO的大尺度低频变化或年代际气候变化研究。 相似文献
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Observations suggest that the large-scale tropical atmospheric circulations, associated with intraseasonal variabilties, are dominated more by the vorticity than the divergence. The present paper examines the consistency of the above observations with linear equatorial wave theories. Both free and forced linear waves are considered. The free equatorial waves are classified into two major categories: (1) the Rossby waves, strongly dominated by vorticity and (2) the inertial-gravity waves, relatively dominated by the divergence. Both the Kelvin and the mixed-Rossby gravity waves are intermediate of these two major categories.
In the forced case, the wave response is predominantly inertial-gravity wave-like for periods less than 5 d, thus predominantly divergent. On the other hand, for forcing with the longer periods, the wave response closely following free Rossby-wave structures, asymptotically approaches to a non-divergent state. The asymptotic tendency for non-divergence is found to be much stronger than observed. The difference is so stark that, notably, the tropical intraseasonal variability cannot be consistent with linear equatorial waves theories. 相似文献
In the forced case, the wave response is predominantly inertial-gravity wave-like for periods less than 5 d, thus predominantly divergent. On the other hand, for forcing with the longer periods, the wave response closely following free Rossby-wave structures, asymptotically approaches to a non-divergent state. The asymptotic tendency for non-divergence is found to be much stronger than observed. The difference is so stark that, notably, the tropical intraseasonal variability cannot be consistent with linear equatorial waves theories. 相似文献
17.
热带太平洋是影响全球气候系统的重要区域,热带太平洋海表温度(SST)的长期变化趋势模拟是国际研究领域关注的热点。基于12个参加第六期国际耦合模式比较计划(CMIP6)的模式结果,本研究对1950年至1999年间多模式模拟得到的热带太平洋SST增暖现象进行了初步评估。结果表明,不同模式对热带太平洋SST增暖的模拟能力差别较大,特别在赤道东太平洋区域,部分模式模拟得到了偏强的SST降温趋势,与实际观测中的SST增温趋势相反,多模式集合平均结果给出了中部型厄尔尼诺事件的增温趋势。通过引入SST增暖变率分析方法,本研究对多模式模拟的热带太平洋SST在过去50 a中的增暖内在变化进行了进一步评估,结果表明目前各模式对热带太平洋SST增暖变率模拟偏弱,空间分布差异较大。 相似文献
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《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》2007,54(8):1311-1328
The response of an ocean general circulation model (OGCM) to two different wind products, viz., NCEP/NCAR reanalysis and QuikSCAT scatterometer, was examined. OGCM-simulated thermodynamic variables from the two simulations, hereafter referred to as NCEP-R (NCEP/NCAR wind forced) and QS-R (QuikSCAT wind forced) were intercompared and also were compared against observations for a period of 3 years (2000–2002). In the tropical Indian Ocean (IO), the sea-level anomaly (SLA) simulated by QS-R has less root mean square error (RMSE) and higher correlation with respect to TOPEX/Poseidon SLA observations than SLA simulated by NCEP-R. Intraseasonal variability of currents observed by TRITON buoy in the IO was closely captured by QS-R, although the magnitudes are somewhat underestimated. Surface currents simulated by QS-R have less RMSE than those simulated by NCEP-R in the Pacific. However, the sub-surface currents are much weaker in magnitude in both the solutions, possibly because of deficiencies in the diffusion and viscosity parameterization. Sea-surface temperature (SST) simulated by QS-R has a cooler bias. The RMSE of SST simulated by NCEP-R is less than the RMSE of SST simulated by QS-R, with the latter capturing the variabilities more realistically. The large differences between SST simulated by QS-R and observations could be partly due to physical inconsistency between the momentum and heat fluxes. Scatterometer-forced model simulations of 20oC thermocline depths (D20) are in better agreement with in situ-derived D20 than the D20 simulated by NCEP-R. Variations in the mixed layer depth at the TRITON buoy are better captured by QS-R than by NCEP-R. Speed of Kelvin and Rossby waves and the strength of upwelling/downwelling features in the IO are closer to observations in QS-R than in NCEP-R simulations. 相似文献
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孟加拉湾与其他热带海盆不同,在季风影响下,该地区热带气旋具有双气旋季的独特结构(4—5月的春季转换期和10—11月的秋季转换期)。虽然孟加拉湾气旋频数在10—11月较多,但是4—5月超强气旋(Saffir-Simpson 4,5级)的生成率却远高于10—11月。1981—2016年,春季转换期内孟加拉湾超强气旋都与第一支北传季节内振荡(First Northward-propagating Intra-Seasonal Oscillation,FNISO)相应而生,然而并不是所有伴随FNISO发生的气旋都能发展成为超强气旋。因此本研究以气旋生成指数为基础,利用气旋最佳轨道数据以及NCEP的海气参量数据,诊断指出孟加拉湾夏季风形成的强垂直风速剪切配合低层大气旋度和气旋潜在强度抵消夏季风期间水汽对气旋生成的促进作用,造成双峰分布,而中层大气相对湿度差异双峰不对称的主因。FNISO强度的不同与深对流中心与气旋中心的相对位置的差异,使得部分气旋受季节内振荡影响更大,强深对流的超越作用导致更显著的高低层大气温差,促使气旋具有且达到更大的潜在强度。在年际尺度上大气高低层温差的不同也是引起气旋潜在强度不同的主要原因。当季节内尺度和年际尺度共同作用,使得部分气旋发展成为超强气旋。 相似文献