南海海—气耦合模的时空特征及其与季风降水的关系

【摘要】： 本文使用1948-2005年的NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)的海表面温度、海面10米风场以及降水率资料,利用CSVD(Combinated Singular Value Decomposition)方法,以及在此基础上创建的S-CSVD(Season-reliant Combinated Singular Value Decomposition)方法分析了南海海-气耦合模在不同时间尺度上的时空特征,以及不同季节耦合模与季风降水的关系。 南海在年循环、季节内尺度上(90-120d,30-60d)有着不同的海-气耦合特征,代表了海-气之间不同的相互作用机制,在年循环中,海-气耦合的主模态表现为全海盆内均匀一致的显著正相关,代表南海夏季暖水的空间分布特征,风场为典型的夏季风,变化周期表现为显著的单峰型,模态相关系数超过0.9,说明存在强的海-气耦合关系。广义季节内尺度的海-气耦合第一、二模态都反映了夏季风爆发后的特征,同时表现了季节内振荡在南海的南北向传播特征,第三模态对应南海夏季风爆发偏晚年的特征。MJO(Madden-Julian Oscillation, 30-60d)尺度上南海海-气耦合模第一模态表现为冬季风占优势特征,第二、三模态则对应夏季风爆发后的特征;模态在前半年振荡周期明显,特别在夏季风爆发前后振幅最大,后半年则不明显,表明冬、春季海-气之间季节内耦合较强,并可能对夏季风的爆发有触发作用。 年际、年代际尺度上海-气耦合模表现为年代际上升趋势,同时风场还存在季节内和准两年的振荡信号。第一模态海温场表现为显著的海盆模态的正相关,第二模态为南北偶极子型振荡,强南(北)风异常中心与暖(冷)SST中心对应。各个季节的海-气耦合模态表现出冬季最强,春季次之,秋季最弱。第一模态的空间分布上,冬、春季风场都以南风异常为主,SST正相关在南海呈海盆分布;夏、秋季则以东北风异常为主。各个季节CSVD的第一模态变化周期也都表现为上升趋势的年代际变化,在1976年前后发生突变。利用S-CSVD来提取南海海-气耦合模在不同季节上的连续变化特征,能够在同一模态中更集中的提取海-气耦合信号,明显表现空间分布特征随季节的演变过程,第一模态中从冬季到秋季,最大耦合相关区逐渐东移,冬、春季位于南海中部海盆区,到秋季移出南海到菲