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海温对热带低频振荡的影响以及关于南北半球低频振荡联系的研究

宇婧婧  
【摘要】:本文首先从动力学分析入手,讨论在海温加热及其异常变化两种作用下,热带低 频振荡的周期及其稳定性的变化;然后分析了一次强El Nino事件--1997/1998年期 间,在赤道东、西太平洋海温变化的不同阶段,大气低频振荡周期的变化及其分布特 征,进而与前面分析的动力学结果进行对比;最后运用多年的滤波资料,分析了南海 夏季风建立迟、早年,南海季风区的低频振荡与南半球低频振荡的联系,讨论了南半 球低频振荡影响南海夏季风活动的可能过程。主要得到以下结论: (1) 在海温对热带低频振荡影响的动力学研究中,考虑到热带低频振荡的多尺度性, 采用完全非地转的斜压模式,引入海温的两种作用。结果表明:在仅有海温加热作用 下,产生向东传播的低频Kelvin波和向西传播的低频Rossby波;海温较低时,波稳定, 周期随海温升高而变大,波速变慢;而当海温较高时,易引起波动的不稳定,波动周 期随海温的增高却变小。对海温加热作用的响应,行星尺度低频系统与天气尺度相当; 而对于海温异常变化的响应,行星尺度比天气尺度要强烈的多,所以考虑长波近似, 进一步讨论了海温变化对低频振荡的影响,即周期随海温的异常增大而变长,且海温 的异常变化易产生波动不稳定。 (2) 1997/1998年发生的强El Nino事件期间,东太平洋上空大气季内振荡主周期的 变化不仅受海温高低的影响,还受海温变率大小的影响:El Nino爆发,海温陡增, 低频周期显著增大;El Nino发展阶段,海温升高,低频周期进一步增大;但随着海 温继续升高,到达El Nino成熟阶段,低频周期却变小;而El Nino消亡阶段,海温 陡降,低频周期又变大;最后当东太平洋海温恢复正常低温时,低频主周期又变小。 而在此期间,西太平洋上空大气季内振荡周期主要受海温高低的影响,即海温较低时, 随着海温的增高,低频周期变大,而当海温达较高时,周期随海温增大又变小。上述 结果与动力学分析结果较吻合。 (3) 在分析南北半球低频振荡可能联系的研究中发现:南海夏季风活动期间,纬向风 的低频振荡体现了实际纬向风的主要振荡,第一次低频东风转为西风的时刻大致能反 映南海夏季风建立的早晚;南、北半球低频活动的联系是普遍存在的,南海季风区夏 季低频纬向风的每次增大,与南半球中纬斜压性周期性的冲击以及越赤道气流的增强 有关,而这种联系又存在年际变化:在爆发早年,南海夏季风活动受来自南半球两方 面的低频斜压性影响,其过程可能是:马斯克林以及澳大利亚高压附近的斜压性增大, 分别导致马高和澳高东侧南风加强,继而又分别影响索马里和85 OE越赤道急流的增 强,其后105 OE越粼首气流加强,最后85“E与105OE越赤道气流共同影响南海季 风区,造成南海夏季风的爆发和维持。而在南海夏季风爆发晚年,主要是来自马斯克 林高压附近较大的斜压性,使得高压北部东南信风加强,进而索马里气流增强,最后 直接影响南海地区夏季风的爆发及维持,而澳大利亚高压附近的斜压性以及85 OE、 105’E越赤道急流对于南海夏季风爆发的重要性显得较小。 关键词:低频振荡;海温加热;海温异常;南半球中纬斜压险;越赤道气流;南海夏 季风


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