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1.
一个大洋环流模式和相应的海气耦合模式的评估Ⅰ.热带太平洋年平均状态 总被引：4，自引：0，他引：4
评估了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室海洋环流模式L30T63和海气耦合模式FGCM-0模拟的热带太平洋年平均状态,资料取自L30T63由观测的大气强迫驱动的Control试验、由NCAR CCM3大气强迫驱动的Spinup试验、以及相应的海气耦合模式FGCM-0.主要的结论是:(1)在"准确"的海表强迫下,Control模拟的海面温度和温跃层与观测结果相当接近,模式的固有误差是赤道冷舌过分西伸和东南太平洋温跃层偏浅.(2)Spinup能模拟出合理的热带太平洋上层海洋环流,但存在两个问题,即:暖池区海面温度显著偏高、沿赤道的梯度过大;赤道温跃层偏浅、东西向坡度偏小,它们分别与CCM3提供的海表短波辐射通量和风应力的系统误差有关.这两个问题很可能是海气耦合模式FGCM-0运行初期误差迅速发展的重要原因.(3)FGCM-0模拟的赤道暖池区上层100 m的平均温度比观测低3℃.分析表明FGCM-0夸大了暖池区海洋动力过程的降温作用,使得模拟的"暖池"在一定程度上具有冷舌的属性.FGCM-0模拟的热带南太平洋温跃层比观测结果偏浅数十米到100 m,以致赤道两侧的上层海洋温度分布趋于对称,成为"double ITCZ"现象在上层海洋中的表现.风应力旋度的系统误差和垂直混合随深度衰减过快是温跃层偏浅的两个可能原因;FGCM-0中与北太平洋中高纬地区深厚冷偏差相关的经圈环流也有利于热带温跃层误差的维持. 相似文献
2.
评估了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室海洋环流模式L30T63和海气耦合模式FGCM 0模拟的热带太平洋年平均状态 ,资料取自L30T63由观测的大气强迫驱动的Control试验、由NCARCCM3大气强迫驱动的Spinup试验、以及相应的海气耦合模式FGCM 0。主要的结论是 :( 1 )在“准确”的海表强迫下 ,Control模拟的海面温度和温跃层与观测结果相当接近 ,模式的固有误差是赤道冷舌过分西伸和东南太平洋温跃层偏浅。 ( 2 )Spinup能模拟出合理的热带太平洋上层海洋环流 ,但存在两个问题 ,即 :暖池区海面温度显著偏高、沿赤道的梯度过大 ;赤道温跃层偏浅、东西向坡度偏小 ,它们分别与CCM3提供的海表短波辐射通量和风应力的系统误差有关。这两个问题很可能是海气耦合模式FGCM 0运行初期误差迅速发展的重要原因。 ( 3)FGCM 0模拟的赤道暖池区上层 1 0 0m的平均温度比观测低 3℃。分析表明FGCM 0夸大了暖池区海洋动力过程的降温作用 ,使得模拟的“暖池”在一定程度上具有冷舌的属性。FGCM 0模拟的热带南太平洋温跃层比观测结果偏浅数十米到 1 0 0m ,以致赤道两侧的上层海洋温度分布趋于对称 ,成为“doubleITCZ”现象在上层海洋中的表现。风应力旋度的系统误差和垂直混合随深度衰减过快 相似文献
3.
基于2004/01—2013/12的Argo及卫星遥感等观测数据,运用经验正交函数（EOF）方法分析了热带太平洋混合层盐度（MLS）的时空特征并探讨其物理机制。结果表明：热带西太平洋混合层盐度呈现出明显的递增趋势,南太平洋辐合带（SPCZ）区域尤为显著,而南热带太平洋东部的混合层则有变淡的趋势。在季节时间尺度上,MLS在如下的4个区域呈现显著变化：西太平洋暖池、赤道东太平洋美洲沿岸、赤道辐合带（ITCZ）和SPCZ。利用盐收支方程进一步定量分析了两个代表区域（暖池区和ITCZ区）的MLS变化率及其控制因子,研究发现：暖池区淡水通量长年表现为负值,且随季节变化波动不大。除6、7月份之外,水平平流对MLS变化率均有正的贡献,其峰期出现在10—12月份。ITCZ区的淡水通量存在显著季节变化,其下半年的贡献明显大于上半年,水平平流输送和混合层底的夹卷也在11月份达到最大。暖池区的盐度变化主要受到水平平流的影响,混合层底的夹卷作用贡献相对较小,而在ITCZ区混合层底的夹卷贡献作用则更显著。 相似文献
4.
热带西太平洋海-气热量通量研究 II. 热带气旋状况下海-气热量交换的特征 总被引：2，自引：2，他引：2
本文根据TOGA研究计划第1，2，3，8个航次考察结果，计算了热带西太平洋海-气热量交换值。研究结果表明:在热带气旋环流内海-气界面热量交换非常强烈，在双子台风环流内Qk出现负值，在台风环流内Qe也出现减弱现象。1986/1987年El Ni?o事件发生后，热带中太平洋水温异常增暖，热带西太平洋西部洋域表层水也在增暖，但是，热带西太平洋洋域海-气界面间热量交换反而减弱。西风爆发首先出现在中太平洋热带洋域，然后逐渐往西扩展。 相似文献
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本文根据ＴＯＧＡ研究计划第１，２，３，８个航次考察结果，计算了热带西太平洋海－气热量交换值。研究结果表明：在热带气旋环流内海－气界面热量交换非常强烈，在双子台风环流内Ｑｋ出现负值，在台风环流内Ｑｅ也出现减弱现象。１９８６／１９８７年ＥｌＮｉｎｏ事件发生后，热带中太平洋水温异常增暖，热带西太平洋西部洋域表层水也在增暖，但是，热带西太平洋洋域海－气界面间热量交换反而减弱。西风爆发首先出现在中太平洋热带洋域，然后逐渐往西扩展。 相似文献
6.
利用挪威卑尔根的全球大气-海洋-海冰耦合模式的300年气候态数值积分结果,结合观测资料,分析了夏季亚洲-太平洋涛动(APO)的年际变化对与西北太平洋热带气旋生成频数相关联的大尺度环流背景的影响。模式结果表明,当夏季APO异常偏强(弱)时,西太平洋副热带高压位置偏东(西)偏北(南),南亚高压位置偏北(南),西北太平洋低层大气异常辐合(辐散),高层大气异常辐散(辐合),对流活动加强(减弱)。这种环流背景条件有(不)利于西北太平洋热带气旋的发生发展,西北太平洋热带气旋频数因而偏多(少)。 相似文献
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020106 西太平洋暖池区海表水温暖异常对东亚夏季风影响的研究 总被引：15，自引：2，他引：13
对夏季热带西太平洋暖池区海表水温暖异常年的东亚大气环流做了合成分析,然后用奇异值分解(SVD)方法做了进一步统计检验,揭示了东亚夏季风变异与暖池区海表水温异常的密切关系和它们间最佳耦合模态.结果发现当夏季暖池区暖异常时,在对流层低层西太平洋地区可产生一个强的反气旋偏差环流,使得副热带高压南侧东风气流大大加强,并向西伸展到中南半岛南部,从而影响了东南亚热带和副热带地区西南季风的变化(强/弱).中南半岛至中国东部大陆夏季风增强,赤道东印度洋、南海南部和中部、西太平洋热带地区夏季风减弱.SVD分析还发现经向风和纬向风与海表水温之间各存在两个最佳耦合模态,结果表明,不仅整个暖池海表水温暖/冷异常对东亚大气环流异常有重要影响,而且暖池区内海表水温有显著的暖和冷异常差异时,对东亚大气环流的影响也很明显(耦合总体平方协方差约占总体协方差的0.20),尤其是在南海至长江以南地区. 相似文献
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1986年东海与南海的海-气界面热量交换 总被引：1，自引：0，他引：1
采用实测资料计算1986年7—12月东海和南海观测海域海-气界面热量交换。结果表明：7—9月上旬,大气向观测海域输送热量是主要现象,因为这时的气温比水温高,潜热通量与感热通量出现反相变化,天气晴好,海洋大量吸热;9月中旬—12月,观测海域向大气输送热量是主要现象,东海表现得比南海更为明显,主要贡献来自潜热通量和感热通量。受冷空气影响时,感热通量重要;在热带辐合带和热带气旋系统内海-气界面热量交换强烈,大气对海洋的响应为主。 相似文献
9.
《高原气象》2017,(2)
利用海洋大气完全耦合模式FOAM模拟研究了热带印度洋海盆模影响我国西北地区东部5月降水的异常及其物理机制。结果表明:当热带印度洋为暖海盆异常模态时,FOAM模式模拟的西北地区东部5月降水异常偏多,这与观测分析结果相一致。模拟发现春季热带印度洋暖海盆模态可在大气中引起类似"Matsuno-Gill Pattern"的异常响应,在对流层高层青藏高原西南侧形成异常高压,并在北半球中纬度沿高空急流轴形成异常遥相关波列,西北地区东部处于异常遥相关波列在东亚地区正异常中心的西部,正好为"西低东高"这一典型降水偏多的大气环流形势控制,对应对流层高层风场为明显的异常反气旋环流,气流辐散,低层有小范围的弱辐合,形成气流上升运动和水汽异常大值中心,引起降水偏多,模拟的海盆模引起的大气环流异常场与观测分析结果基本一致。FOAM模式对热带印度洋海盆模影响西北地区东部5月降水异常及其物理过程进行了较好的模拟验证。 相似文献
10.
本工作发展了一个用于研究热带海洋-大气系统相互作用和El Ni?o/Southern Oscillation动力过程的混合型(hybrid)耦合模式，其中的大气部分为一个由一阶斜压模表示的自由大气和混合行星边界层所组成的简单热带大气模式(区域为热带太平洋:120°E～80°W，30°N～30°S；水平分辨率为2°×2°)，海洋部分为大气物理研究所高分辨率自由表面热带太平洋环流模式(经纬圈方向水平分辨率分别为1°和2°，垂直方向分为不等距的14层)。两模式间的耦合是这样进行的:简单大气模式计算出海表风应力，热通量由松弛公式计算，淡水通量(蒸发与降水之差)由观测资料给定，它们一起作为海洋环流模式(OGCM)的强迫场；而OGCM计算出海表温度(SST)，在其以外地区给定观测到的气候海表温度或陆地温度，作为大气模式的边界条件。本文给出采用逐日、同步耦合方案时模式对热带太平洋气候态模拟结果，表明未采用任何通量修正(fluxes correction)，耦合模式未出现气候漂移(climate drift)现象，并且非常逼真地再现了热带太平洋气候态，特别是海表风场及相伴随的辐合带和降水、海表温度和流场及它们的季节变化。文中还进行了对耦合模式的比较研究，以验证其良好性能和对实际热带太平洋气候系统的模拟能力。 相似文献
11.
Primary reasoning behind the double ITCZ phenomenon in a coupled ocean-atmosphere general circulation model 总被引：4，自引：4，他引：0
This paper investigates the processes behind the double ITCZ phenomenon, a common problem in Coupled ocean-atmosphere General Circulation Models (CGCMs), using a CGCM-FGCM-0 (Flexible General Circulation Model, version 0). The double ITCZ mode develops rapidly during the first two years of the integration and becomes a perennial phenomenon afterwards in the model. By way of Singular ValueDecomposition (SVD) for SST, sea surface pressure, and sea surface wind, some air-sea interactions are analyzed. These interactions prompt the anomalous signals that appear at the beginning of the coupling to develop rapidly. There are two possible reasons, proved by sensitivity experiments: (1) the overestimatedeast-west gradient of SST in the equatorial Pacific in the ocean spin-up process, and (2) the underestimatedamount of low-level stratus over the Peruvian coast in CCM3 (the Community Climate Model, VersionThree). The overestimated east-west gradient of SST brings the anomalous equatorial easterly. The anomalous easterly, affected by the Coriolis force in the Southern Hemisphere, turns into an anomalouswesterly in a broad area south of the equator and is enhanced by atmospheric anomalous circulationdue to the underestimated amount of low-level stratus over the Peruvian coast simulated by CCM3. Theanomalous westerly leads to anomalous warm advection that makes the SST warm in the southeast Pacific.The double ITCZ phenomenon in the CGCM is a result of a series of nonlocal and nonlinear adjustmentprocesses in the coupled system, which can be traced to the uncoupled models, oceanic component, andatmospheric component. The zonal gradient of the equatorial SST is too large in the ocean componentand the amount of low-level stratus over the Peruvian coast is too low in the atmosphere component. 相似文献
12.
本文分析了中国科学院大气物理研究所年代际气候预测系统IAP DecPreS的海洋同化试验（简称EnOI-IAU试验）在西北太平洋地区的海表面温度（SST）年循环的模拟技巧,并通过对比IAP DecPreS系统自由耦合历史气候模拟试验结果,在包含海气耦合过程的框架下讨论了耦合模式中西北太平洋夏季SST模拟差异,及其对亚洲季风区夏季季风降水模拟的影响。结果表明,EnOI-IAU试验较好地模拟出了西北太平洋各个季节的SST空间分布,并显著减小了原存在于历史气候模拟试验中持续全年的SST冷偏差。混合层热收支诊断分析表明,包含同化过程在内的海洋过程的模拟差异对西北太平洋海温的模拟提升有重要贡献。夏季,EnOI-IAU试验模拟的印度季风伴随的低层西风较观测偏东、偏强,且高估了赤道西太平洋区域的降水量值、低估了印度洋区域的降水量值。水汽收支分析显示,气旋式环流异常造成的水汽辐合异常是造成亚洲季风区降水模拟差异的主要原因。研究表明,较之历史模拟试验,EnOI-IAU试验中夏季西北太平洋地区SST增暖造成局地对流增强,进而使得局地产生异常上升运动,水汽辐合增强,造成西北太平洋地区降水模拟偏多,激发出低层西风异常及赤道外气旋式环流异常。该低层西风异常导致了北印度洋地区低层辐散异常,减小了原存在于历史试验中印度洋地区的正降水偏差。西北太平洋气旋式环流异常一方面增强了印度夏季风伴随的低层西风,使得更多的水汽从阿拉伯海输送到西太平洋暖池区域,增强了该区域的降水量;另一方面,该气旋式环流异常减小了历史模拟试验中中国南部区域偏强的低层风速,进而提升了模式对东亚低层西南风的模拟能力。 相似文献
13.
一种新的El Niño海气耦合指数 总被引：6，自引：1，他引：5
利用1980～2010 年月平均Hadley中心海表温度、美国全球海洋资料同化系统(GODAS)海洋温度和NCEP/NCAR 大气环流再分析资料,通过对2 个海洋要素(海表温度SST、上层热含量HC)和5 个大气要素(海平面气压SLP、850 hPa 风场、200 hPa 速度势和对外长波辐射OLR)的多变量经验正交函数展开(multivariate EOF,简称MV-EOF)探讨了热带太平洋的主要海气耦合特征。结果表明,MV-EOF 分析的前两个耦合模态分别很好地对应了传统型El Ni?o 和El Ni?o Modoki 的海气耦合特征:传统型El Ni?o 期间,伴随着赤道中东太平洋SST 的异常增温,HC、SLP、200 hPa 速度势等要素总体呈东西反相的“跷跷板”变化,低层850 hPa 赤道中太平洋出现较强西风距平,西北太平洋上空为反气旋性异常环流;El Ni?o Modoki 期间,SST 持续增温和HC 正异常中心均显著西移至中太平洋,低层SLP 和高空200 hPa 速度势均呈现纬向三极型异常分布,低层异常强西风向西移至暖池东部,西北太平洋上空呈现气旋性异常环流。两类El Ni?o 的海气耦合特征存在显著差异,较优的El Ni?o 指数应不仅可以客观描述和区分El Ni?o 现象本身,更要紧密联系两类事件所产生的大气响应。以往定量表征El Ni?o 年际变化的指标大多立足于SST 或SLP,本文选取HC 作为研究指标,定义了一组新的El Ni?o 指数HCEI 和HCEMI。较以往基于SST 的El Ni?o 指数,HCEI 和HCEMI 不仅能更清楚地表征和区分两类El Ni?o(如1993 年的传统型El Ni?o 和2006 年的El Ni?o Modoki),而且能更好地反映和区分两类El Ni?o 与大气间的海气耦合特征,为El Ni?o的监测和短期气候预测工作提供了一个新工具。 相似文献
14.
L. Terray O. Thual S. Belamari M. Déqué P. Dandin P. Delecluse C. Levy 《Climate Dynamics》1995,11(8):487-505
A 10-year simulation with a coupled ocean-atmosphere general circulation model (CGCM) is presented. The model consists of the climate version of the Météo-France global forecasting model, ARPEGE, coupled to the LODYC oceanic model, OPA, by the CERFACS coupling package OASIS. The oceanic component is dynamically active over the tropical Pacific, while climatological time-dependent sea surface temperatures (SSTs) are prescribed outside of the Pacific domain. The coupled model shows little drift and exhibits a very regular seasonal cycle. The climatological mean state and seasonal cycle are well simulated by the coupled model. In particular, the oceanic surface current pattern is accurately depicted and the location and intensity of the Equatorial Undercurrent (EUC) are in good agreement with available data. The seasonal cycle of equatorial SSTs captures quite realistically the annual harmonic. Some deficiencies remain including a weak zonal equatorial SST gradient, underestimated wind stress over the Pacific equatorial band and an additional inter-tropical convergence zone (ITCZ) south of the equator in northern winter and spring. Weak interannual variability is present in the equatorial SST signal with a maximum amplitude of 0.5°C. 相似文献
15.
冬季北太平洋海表热通量异常和海气相互作用——基于一个全球海气耦合模式长期积分的诊断分析 总被引：14，自引：4，他引：10
利用一个全球海气耦合模式长期积分所给出的资料,分析了冬季北太平洋海表湍流热通量（潜热和感热）异常及其对海表温度（SST）异常的影响,并比较了海表热通量诸分量和海洋内部的动力学过程对SST变化的相对重要性。结果表明,冬季热带外海洋上的湍流热通量是影响SST的主要因子,但在北太平洋中部海水的平流作用也不可忽视。冬季热带外海洋向大气释放的潜热和感热通量与SST倾向（而不是SST本身）之间存在着显著的相关,这同Cayan和Reynolds等利用COADS资料和NCEP资料同化模式分析的结果是一致的。模式诊断的结果支持这样一种看法：和热带海洋不同,冬季热带外海洋上的海气相互作用主要地表现为大气对海洋的强迫作用,而不是相反。模式给出的SST倾向的第一个EOF分量及其与海平面气压场的相关特征同Wallace等从观测资料分析所得到的结果是一致的;进一步的分析表明：在冬季北太平洋的大部分区域（特别是西太平洋）,大尺度大气环流异常在很大程度上决定着SST的异常,而这种决定作用正是通过它对湍流热通量的强烈影响来实现的。 相似文献
16.
A Coupling Experiment of an Atmosphere and an Ocean Model with a Monthly Anomaly Exchange Scheme 总被引：5，自引：0，他引：5
A nine-layer spectral atmospheric general circulation model is coupled to a twenty-layer global oceanic general circulation model with the “prediction-correction” monthly anomaly exchange scheme which has been proposed at the Institute of Atmospheric Physics (IAP). A forty-year integration of the coupled model shows that the CGCM is fairly successful in keeping a reasonable pattern of the modelled SST although most of the Pacific become warmer than those given by the uncoupled ocean model. The model tends to reach a more realistic state than the uncoupled one in terms of downward surface heat flux into ocean particularly in the equatorial Pacific region. Also, the model is capable to simulate interannual variability of sea surface temperature in tropical region. 相似文献
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1. Introduction Air-sea interaction plays an important role in theglobal seasonal to inter-annual climate variability,most notably, the El Ni?no and Southern Oscillation(ENSO) phenomenon (Webster and Lukas, 1992). Be-cause of its widespread impacts on … 相似文献
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A fast coupled global climate model (CGCM) is used to study the sensitivity of El Ni?o Southern Oscillation (ENSO) characteristics to a new interactive flux correction scheme. With no flux correction applied our CGCM reveals typical bias in the background state: for instance, the cold tongue in the tropical east Pacific becomes too cold, thus degrading atmospheric sensitivity to variations of sea surface temperature (SST). Sufficient atmospheric sensitivity is essential to ENSO. Our adjustment scheme aims to sustain atmospheric sensitivity by counteracting the SST drift in the model. With reduced bias in the forcing of the atmosphere, the CGCM displays ENSO-type variability that otherwise is absent. The adjustment approach employs a one-way anomaly coupling from the ocean to the atmosphere: heat fluxes seen by the ocean are based on full SST, while heat fluxes seen by the atmosphere are based on anomalies of SST. The latter requires knowledge of the model??s climatological SST field, which is accumulated interactively in the spin-up phase (??training??). Applying the flux correction already during the training period (by utilizing the evolving SST climatology) is necessary for efficiently reducing the bias. The combination of corrected fluxes seen by the atmosphere and uncorrected fluxes seen by the ocean implies a restoring mechanism that counteracts the bias and allows for long stable integrations in our CGCM. A suite of sensitivity runs with varying training periods is utilized to study the effect of different levels of bias in the background state on important ENSO properties. Increased duration of training amplifies the coupled sensitivity in our model and leads to stronger amplitudes and longer periods of the Nino3.4 index, increased emphasis of warm events that is reflected in enhanced skewness, and more pronounced teleconnections in the Pacific. Furthermore, with longer training durations we observe a mode switch of ENSO in our model that closely resembles the observed mode switch related to the mid-1970s ??climate shift??. 相似文献
19.
Extratropical control of recent tropical Pacific decadal climate variability: a relay teleconnection 总被引：2，自引：0，他引：2
Observations indicate that recent tropical Pacific decadal climate variability tends to be associated with the extratropical North Pacific through a relay teleconnection of a fast coupled ocean-atmosphere bridge and a slow oceanic tunnel. A coupled ocean-atmosphere model, forced by the observed decadal wind in the extratropical North Pacific, explicitly demonstrates that extratropical decadal sea surface temperature (SST) anomalies may propagate to the tropics through a coupled wind-evaporative-SST (WES) feedback. The WES feedback cannot only lead to a nearly synchronous change of tropical SST, but also force a delayed adjustment of the meridional overturning circulation in the upper ocean to further sustain the tropical SST change. The study further suggests that the extratropical–tropical teleconnection provides a positive feedback to sustain the decadal changes in both the tropical and extratropical North Pacific. 相似文献
20.
A numerical experiment of an asynchronous coupled ocean-atmosphere model has been described in this paper.A two-layer global atmosphere general circulation model(OSU/IAP-AGCM)and a two-layer North Pacific Ocean general circulation model(NPOGCM) developed by Liu et al.(1992)are used in numerical experiment.The sea surface temperature anomaly(SSTA) corresponding to the meander of the Kuroshio is treated as the initial perturbation in the Pacific Ocean and the abnormal phenomena caused by the disturbance and the interaction between atmosphere and ocean,have been studied.The numerical experiment showed that the SST anomaly in the North Pacific could induce a new 30-60 day osciltation through the coupling between atmosphere and ocean and the interaction between the meander of the Kuroshio and atmosphere circulation is a positive feedback process. 相似文献