基于一阶线性斜压Rossby波模型的北大西洋海表温度低频变异的可预测性研究

发布时间：2020-08-06 06:10

【摘要】：本文利用一阶线性斜压Rossby波模型研究了北大西洋海表温度(SST)低频变异的可预测性。研究发现,在5°N到20°N之间的北大西洋热带海域、27°N到34°N之间的北大西洋副热带东部海域以及纽芬兰岛东部海域,一阶线性斜压Rossby波模型可以解释冬季SST年际-年代际变异方差的10%～46%。在北大西洋热带和副热带-中纬度海区,风强迫激发的斜压Rossby波可以通过不同的物理机制影响SST的变化。在热带区域,由向西传播的斜压Rossby波产生的温跃层异常主要通过持续稳定的上升流到达海洋表层进而影响SST；而在副热带和中纬度海区,冬季海洋上混合层内的垂向对流混合、卷挟(entrainment)过程是连接西传Rossby波产生的温跃层异常和SST异常的最主要物理过程。研究还发现,基于一阶线性斜压Rossby波模型,冬季SST异常在热带北大西洋、副热带北大西洋和纽芬兰东部海域的有效预报时间尺度分别为三个月、十八个月和三年。利用NCEP-NCAR的风应力再分析资料,本研究预报了上述海域SST的低频变异。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P732
【图文】：

单极子,海表温度异常,三极,SST异常

从空间上来看，经验正交函数分解(EOF)得到的北大西洋SST异常的前两个主模态分别是单极子型(EOFI)和三极子型(EOF2)(wu和Liu，2005，去除SST异常的线性趋势项)。如图1一la所示，EOFI是指SST异常在整个北大西洋海盆具有相同的符号(同正或同负)，占SST异常总方差的23%;EOFZ是指北大西洋中纬度SST异常与其两侧(45“N以北的亚极地海域和25“N以南的热带海域)的SST异常相反(图1一lb)，即当中纬度SST呈现正(负)异常时，两侧的亚极地和热带海域SST呈现负(正)异常。EOFZ占北大西洋SST异常总方差的18%。WU和Liu分析了这两个主要模态的时间系数，发现二者具有完全不同的时间变化规律。EOFI主要表现为年代际到多年代际的变化，而EOFZ则表现为年际到年代际的变化。人们认为北大西洋SST单极子型的时间变化主要与热盐环流的低频变异有关(例如:Delworth等， 1993)

分布图,SST异常,北大西洋,相关系数

图3-1北大西洋1992年10月到2008年6月期间观测的SSH异常和SST异常的相关系数分布图:(a)冬季(2、3、4月份);(b)夏季(7、8、9月份)。图中灰色区域表示相关系数通过了90%的显著性检验。实线表示正值等值线，虚线表示负值等值线，正负等值线间隔均为0.1。Figure3一l:CorrelationbetweentheobservedSSTandSSHanomalies(Oet，1992一Jun.2008)overtheNorthAtlantiein(a)winier(FMA)and(b)surn们ner(JAS).Theeorrelationovershadedarea15signifieantat90%eo而deneelevel.Coniourinterval150.1，丽thPositiveeoniourssolid，negativeeontoursdottedandzeroeontoursexeluded.l7

分布图,观测数据,分布图,波相

本研究采用了Qin和chen(2006)计算约化重力的方法，假设在每一纬度处，由一阶线性斜压Rossby波模型计算的SsH异常场与卫星高度计观测的SSH异常场具有相同的纬向平均方差。计算结果如图4一2所示，除了 1SON以南的热带海域和400N附近的中纬度海域外，了随着纬度的增加而逐渐降低。在40ON附近的中纬度西部海域，卫星高度计观测的SSH异常场中存在大量的中尺度涡，这使得SSH异常场的观测方差远大于一阶线性斜压Rossby波模型计算的方差(图4一4)，因而上述方法计算的约化重力值偏大;在15“N以南的热带海域，由于科氏参数随纬度的降低急剧减小，使得一阶线性斜压Rossby波模型计算的方差急剧增大curl矛)，因此上述方法计算的梦值在15“N以南的热g一创一P带海域随纬度降低而减小。在真实海洋中

【参考文献】