与夏季北太平洋中尺度海洋涡旋相联系的海气特征

发布时间：2020-06-10 05:26

【摘要】：本文采用多种高分辨率卫星资料和再分析资料,利用涡旋探测技术、滤波、合成分析和模式验证相结合等方法,对北太平洋上两条涡动动能大值带,即副热带和黑潮延伸区的中尺度海洋涡旋与大气的耦合特征进行了探讨,主要结论如下:(1)在日时间尺度上,夏季副热带中尺度海洋涡旋SST(Sea Surface Temperature;海表温度)与海表风速之间不仅存在同位相的正相关关系,也存在反位相的负相关关系。即在涡旋这种中尺度上既存在海洋对大气的强迫,也存在大气对海洋的强迫。(2)夏季副热带地区海表风速与SST同位相时,对暖(冷)涡来说,向上(下)的净热通量增强,云和降水增多(减少),暖涡上空存在位势高度负(正)异常,相对湿度正(负)异常和上升(下沉)运动;其海水温度异常和海流旋度较强,暖(冷)涡较为深厚,一定程度上表明了海洋对大气的强迫。夏季副热带地区海表风速与SST反位相时,对暖(冷)涡而言,当其处在正(负)位势高度异常、中低层相对湿度较小(大)、气温较高(低)的大气配置下,海表风速较小(大);同时向下(上)净热通量增强,云和降水减少(增多);涡旋海水温度异常和海流旋度较弱,这种暖(冷)涡较为浅薄;表明晴空(阴雨)条件下有利于暖(冷)涡的维持,一定程度上反映了大气对海洋的强迫作用。(3)夏季黑潮延伸区涡旋SST与海表风速之间也既存在同位相关系,也存在反位相关系,该地区涡旋上空大气变量正负异常值的分布特征与副热带地区基本一致,但海表风速与SST同位相涡旋占总涡旋样本数的比例较副热带地区更高。此外,观测和WRF(Weather Research and Forecasting)模式模拟结果表明夏季黑潮延伸区以海洋强迫大气为主的涡旋中,暖涡上空降水量、潜热通量、边界层高度和摩擦速度的正异常绝对值大于冷涡上空对应物理量的绝对值,一定程度上表明暖涡对大气的强迫作用强于冷涡。
【图文】：

涡旋,象限

，对值越大。逡逑（２）在南北方向上，穿过涡旋中心必须有明显的反向，且越远离涡旋中心其绝逡逑对值越大。其旋转方向必须与第一个条件一致。逡逑（３）在涡旋中心热成流速度绝对值必须存在一个局部最小值。逡逑（４）在涡旋中心附近，热成流速度矢量的方向必须以一个恒定的方向旋转，两个逡逑相邻的热成流矢量的方向必须在同一个象限或相邻的两个象限内（四个象限是由南北轴逡逑和东西轴所定义：第一象限包含从东到北的所有方向；第二象限，从北到西的方向；第逡逑三象限，从西到南的方向；第四象限，从南到东的方向）。逡逑本文利用ＡＶＨＲＲ的高分辨率ＳＳＴ资料得到热成流速度场，再根据热成流速度场的逡逑几何特征确定出涡旋的中心位置、极性和形状，并追踪其路径。图２．１给出了探测得到逡逑的２００５年８月７日副热带地区涡旋分布。可以看出，暖涡中心处于正的海温异常区，，逡逑并且与地转流速的反气旋式中心重合，反之冷润亦然。逡逑！逦Ｉ逦ｉ逦Ｉ逦N逦，逦｜逦丨逦ｊ｜逦ｔ逦！逦｜逦／逦０逡逑

北太平洋,滑动平均,带区,季节变化

邋ｖ＇）邋＝邋（ｇ／．／）（－册／办，视／办），其中Ｗ’、Ｖ’分别为ｘ、方向地转流速，ｇ为重力加速度，逡逑／为科氏参数，／／为ＳＳＨＡ。再由（２．１１）式，利用地转流速计算得到涡动动能的气候态。逡逑从图３．１ａ可以看到北太平洋上存在的两条ＥＫＥ大值带，本章选取黑色实线方框内逡逑（１６°＿２６°Ｎ，邋］１７°－２０７°Ｅ）的副热带区域为研宄区域。逡逑图３．１ｂ给出副热带区域平均ＥＫＥ的季节变化，可以看出其在６月达到最大，在冬逡逑季达到最小值，即副热带ＥＫＥ在夏季最强，冬季最弱，因此本章主要研究夏季（６、７、逡逑８月）的副热带中尺度海洋涡旋与大气的耦合关系。逡逑■．z.ｆ逦—邋、丨［：；：逡逑0．0２２邋逦逦逦ｒ逡逑0邋0２0邋－邋（ｂ）逡逑Ｓ邋０邋０１４邋－逡逑０．０１２邋－逡逑０．０１０逦１逦ｔ—－邋ｒ逦－ｔ逦ｒ逦ｉ逦Ｉ逦’邋－厂－—－ｒ－邋ｔ逦ｉ逦ｉ逡逑Ｊａｎ逦Ｐｃｂ逦Ｍａｒ逦Ａｐｒ逦Ｍａｙ邋Ｊｕｎ逦Ｊｕｌ逦Ａｕｇ逦Ｓｅｐ邋Ｏｃｔ邋Ｎｏｖ邋Ｄｅｃ逡逑图３．１邋２００２－２００９年平均的北太平洋上经过４０－３００天滤波的ＥＫＥ邋（ａ，阴影，单位：ｍ２邋ｓ＇２）和副热逡逑带区域平均ＥＫＥ的季节变化（ｂ，虚线为逐日资料的多年平均结果，实线为３３天滑动平均结果）逡逑本章将去除物理量的纬向８°滑动平均后的值定义为异常，用以表征物理量的中小尺逡逑度特征。首先挑选２００２－２００９年夏季（６、７、８月）涡旋中心ＳＳＴ异常大于０．１邋°Ｃ的暖逡逑涡和小于－０．１邋°Ｃ的冷涡
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P732

【参考文献】