北太平洋副热带逆流对北大西洋高纬度淡水强迫的响应过程和机制
【摘要】：利用海-气耦合模式CCSM3和CM2.1,在北大西洋高纬度淡水强迫的条件下,描述了北太平洋大气与海洋在淡水强迫下所产生的区域性变化,并具体分析了北太平洋副热带逆流(STCC)的流场、模态水、混合层深度(MLD)等海洋要素的月平均数据,以及同一模式不同程度淡水强迫下,冬季STCC在不同段的流速流量异常的响应变化。探讨了STCC的响应机制以及对淡水强迫响应的季节性差异,提出了淡水强迫造成的气候突变,影响STCC的可能途径和冬季对淡水通量增长的非线性变化过程,并系统分析了冬季在不同断面上STCC流速异常和流量异常随淡水通量增加的变化趋势,所得结论有:
两个模式的1.0 Sv淡水试验中,北太平洋的SST的响应在空间分布上基本相似,但响应程度有所不同。在中高纬地区,CCSM3中的降温尺度更大,CM2.1中由于STCC增强引起的异常增暖现象,体现得并不明显。风应力场的响应,在空间分布上差距较大,还出现截然相反的区域。CCSM3模拟的海洋上层流场,响应更为强烈,特别是STCC和赤道流系。
在淡水强迫下,不但STCC的流速和流量有所改变,其位置在180°断面(国际日期变更线)上也偏北,同时影响深度增加。根据断面上STCC所处的深度和位置,对比模态水位置以及密度跃层的变化,推断出STCC的成因是模态水的入侵,同时从模态水所处的密度层确定其为北太平洋中部副热带模态水(NPCMW)。同时也提出,大西洋高纬度淡水的注入导致的气候突变,是通过大气作用影响到北太平洋后,再通过风-海洋热平流-MLD-NPCMW-STCC这样的途径影响STCC的变化。180°断面上STCC平均流速的季节变化集中在20-24°N之间,其中夏季7、8月份最高,冬季1、2月份最低;淡水试验与控制实验的差距在冬季更为明显。淡水试验中STCC的平均流量全年都比控制试验高,二者在冬季12月份均达到最大值,春季3、4月份达到最小值。其中淡水试验的变化比控制试验超前1个月左右。和控制试验相比,淡水试验中的NPCMW位置更偏西,3月份的黑潮延伸体区域MLD高于200m的范围减小,但深度增加,在40°N左右的MLD梯度增加。
在STCC前段的150°E断面上,流速和流量受淡水强迫的影响最大;受影响最小的位于末段的170°W断面上。STCC流速和流量的响应基本随着淡水强迫的强度增加而加强,并且在前后各段呈现不同的增长趋势。增长最多的断面是代表STCC前段的150°E,其次是末段的170°W,中段的断面从160°E到180°依次减少。整个增长过程是非线性的,流速和流量异常增长最迅速的都是从0.1 Sv到0.2 Sv的过程;在0.2 Sv到0.6 Sv之间,增长有反复,且不同断面上的变化皆有所差别;唯一保持单调增长的断面是150°E,其他各断面都在0.6 Sv达到最高值。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P732
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