西北太平洋副热带海洋锋的变化特征及其影响

发布时间：2020-06-20 12:57

【摘要】：本文首先利用高分辨率、长时间序列的再分析资料研究了西北太平洋副热带海洋锋强度和位置的变化特征。在此基础上,利用混合层热量收支方程分析了副热带海洋锋的锋生原因,明确了净热通量项和经向温度平流项(包含Ekman辐合项)的相对重要性以及大气在其中的可能作用。最后利用再分析资料和数值模式研究了春季副热带海洋锋强度年际变化的影响,重点关注了副热带海洋锋对东亚高空急流和后期厄尔尼诺一南方涛动(ENSO)事件的影响,并解释其可能的物理机制。主要结论如下:(1)副热带海洋锋在12月出现,1-2月增强南移,3-4月达到最强(0.8-1.0℃/100 km),5-6月北移减弱,7月消失。冬季平均强度为0.71℃/100km,经向位置为28.1°N,纬向位置为168.9°E,斜率为0.065;春季平均强度为0.79℃/100km,经向位置为29.0°N,纬向位置为166.0°E,斜率为0.065。三种分辨率海温资料对冬春季副热带海洋锋强度指数的年际和年代际描述较为一致,位置指数描述存在差异,尤其粗分辨率的ERSST资料对海洋锋位置描述存在一定的问题。此外,强度、位置指数均有2-4年或4-8的年际周期以及8-16年的年代际周期。(2)副热带海洋锋锋生阶段为前年10月至当年2月,其中10-12月主要是净热通量项起主导作用,1-2月则是经向温度平流项与净热通量项共同作用。大气可以通过直接的净热通量项和间接的阿留申低压作用有利于副热带海洋锋锋生。其中,净热通量各项共同作用引起副热带海洋锋锋生,10(11-2)月潜热通量(短波辐射)项起主要作用。经向温度平流项与阿留申低压南移增强有关。阿留申低压在10-2月增强南移,其南侧的西风气流对应向南的海流南移增强,有利于10-2月经向温度平流项逐渐增强,并在1-2月起重要作用。且10-2月净热通量项逐渐减弱也与阿留申低压南移增强相伴随的10 m风速经向梯度逐渐减弱有关。(3)春季副热带海洋锋增强,可通过瞬变活动和大气热源在其北侧引起异常的气旋性环流,在其南侧引起异常的反气旋性环流,有利于其上空及北侧的东亚高空急流显著增强以及次年冬季拉尼娜(La Nina)事件的发生。具体物理过程为：当春季副热带海洋锋增强时,其上空两侧的自由大气的温度梯度增强,大气斜压性增强。一方面,增强的大气斜压性有利于副热带海洋锋上空及其北侧的瞬变波活动增强,增强的瞬变波活动可以通过高频瞬变涡动反馈强迫在其北侧激发出高度场负异常。高度场负异常可通过Rossby波下游效应引起东北太平洋副热带地区高度场正异常。另一方面,瞬变活动在其北侧激发的异常气旋性环流,可引起其上空大气辐合。辐合气流与增强的大气斜压性,有利于副热带海洋锋上空及其北侧降水增强,释放大量的凝结潜热,对应大气热源增强。增强的大气热源在副热带海洋锋西北(东南)侧激发出异常的气旋(反气旋)性环流。副热带海洋锋北侧200 hPa异常气旋性环流南侧的西风异常,有利于东亚高空急流增强。南侧1000 hPa异常的反气旋性环流东南侧的东北风异常可通过“风—蒸发—海温”反馈机制引起局地的海温负异常,在该机制的作用下海温负异常和东北风异常从春季东北太平洋发展到夏季的赤道中东太平洋。当夏季赤道太平洋上海温负异常与东风异常耦合时,可通过Bjerknes反馈机制发展到冬季,并有利于冬季LaNina事件的发生。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P732
【图文】：

第一章绪论圈北部的低位涡水，在沿着各个等密度面向南输等密度面上的模态水的传输路径在向南运输的一个非常厚的低位涡区，由于该低位涡区的存涡水的南侧产生了一支向东的海流，即副热带（副热带锋面）的密度断面示意图。图中温跃层经典风生环流理论下的副热带环流结构一致，位温跃层的副热带模态水的影响，温跃层上侧等同时对应副热带锋面所在的位置。通过位势涡度直接与副热带模态水厚度的经向梯度有关，而经向梯度的垂直积分也密切相关。逡逑Ｋ７逦ｈ—逦—Ｈ逦ＮＪｏｎｈ逡逑

图２．１冬（ａ－ｃ）、春（ｄ－ｆ）、夏（ｇ?

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本文编号：2722448