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厄尔尼诺/南方涛动的海气相互作用关键区及对外强迫响应的研究

刘衍韫  
【摘要】:厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)是热带太平洋海区存在的明显的年际变化现象,在全球气候变化中占有重要的地位。本文在总结前人对ENSO循环形成机制和外强迫对ENSO循环影响研究的基础上,提出了以下两个重要问题:在热带太平洋ENSO循环中海洋-大气相互作用的关键区在哪里;热带西太平洋大气季节内振荡和季风对ENSO循环有什么影响。本文利用Cane—Zebiak(ZC)模式通过数值试验针对以上两个重要问题开展了研究。 首先利用实际观测资料对ZC模式中大气模式和海洋模式模拟能力进行了检验,研究发现:ZC模式可以较好的模拟1957-2002年ENSO变化的主要特征,模式的海洋部分对ENSO事件有较好的模拟能力,其对赤道中、东太平洋尤其是160°W—90°W范围海温的模拟更好。模式的大气部分基本上正确反映了热带大气对海温异常热力强迫的响应,对赤道中太平洋,尤其是160°E—160°W范围风场的模拟比其他区更好。利用实测资料通过数值试验发现:在实测海面风异常强迫下海洋模式模拟的Nino3区SST异常与观测的SST异常之间的相关系数为0.6,在实测海温的强迫下大气模式模拟的Nino3区海面风异常与观测海面风的异常之间的相关系数为0.4。 利用ZC模式对不同区域的风场和SST异常在ENSO振荡中的地位进行了敏感性试验,确定了海气相互作用关键区的位置。赤道中太平洋(168.75°E—135°W)是海面风对海洋影响最关键的区域;这是因为由赤道中太平洋海面风异常形成的经向Sverdrup输送是ENSO循环中“充、放电”过程的动力机制,如果中太平洋海面风异常有较大误差,则可能中断(或减弱了)经向Sverdrup输送,从而中断(或减弱了)ENSO循环中的作为负反馈过程之一的赤道太平洋的“充、放电”过程,ENSO循环也会终止:赤道中太平洋又是暖池东边界水平温度梯度最大的海域,海面风异常会直接影响冷、暖平流的输送,该输送也是ENSO循环负反馈过程之一。赤道东太平洋(146.25°W-73.125°W)是SST异常对大气


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