基于热含量探究PDO的三维结构及信号传播特征

发布时间：2021-09-08 07:21

　　基于1815—2013年SODA（Simple Ocean Data Assimilation）数据不同深度的温度数据资料,进行了热含量的计算,并通过EOF分解、功率谱分析等统计方法探究太平洋年代际振荡（Pacific decadal oscillation,PDO）的三维结构和周期性特征。结果表明,太平洋的年代际变化不仅仅存在于海洋表层,海洋300 m以浅均存在年代际变化特征,其中次表层（70 m左右）的年代际变化特征最为显著。功率谱分析的结果显示,北太平洋的年代际变化周期约为18 a。利用SODA数据的温度和盐度资料对北太平洋的Rossby（罗斯贝）波波速进行了计算,计算结果显示,Rossby波向西传播,其波速随着纬度的增大而减小。对300 m以浅水体的热含量时间序列与PDO指数做了超前滞后相关,在热含量序列滞后9 a时相关系数分布与同期相关反相。对不同层次的热含量与PDO指数进行了超前滞后相关,分析PDO的演变特征,结果表明,PDO在低纬度通过Rossby波向西传播,在传播过程中深度逐渐加深。 

【文章来源】：海洋气象学报. 2020,40(01)

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

北太平洋表层冬季气候态流场

对20°～60°N范围内不同深度的热含量异常场进行EOF分解，各层第一模态的空间分布如图2所示。从图2中可以看出，PDO呈现“马蹄形”的空间特征，即北太平洋中西部的海温异常与周边海域的海温异常相反，当北太平洋中西部为正的温度异常，北美沿岸和副热带东部海域为负温度异常时，称为PDO的冷位相，反之称为PDO的暖位相。PDO不仅仅存在于表层，而是具有三维结构，在70 m深度左右最显著，“马蹄形”的范围也更大。PDO最深可达300 m。这种表层与次表层不一致的情况也导致了PDO预测的困难[31]，同时导致了和北太平洋不同大气变率之间相互作用有关的间断性过程[32]。尽管有了以上研究，但究竟是什么机制导致了北太平洋的这种低预测性尚不明确，甚至PDO在自然界中是否真是低预测性的也无定论[25]。PDO指数定义为表层EOF分解第一模态的时间序列，如图3所示，为了滤掉高频的年际信号，对其进行了7 a滑动平均。图3显示，PDO具有明显的年代际变化特征，1947—1976年为PDO冷位相，1925—1946年、1977年—20世纪90年代中期为PDO的暖位相，其中1976、1977年北美洲西部海区从负温度异常到正温度异常的转相即为北太平洋大马哈鱼产量分布发生转变的原因。图3 PDO指数(蓝线)及其7 a滑动平均(黄线)图

图2 各层海温EOF分解的第一模态(a.5.01 m,b.25.28 m,c.46.61 m,d.70.02 m,e.96.92 m,f.129.49 m,g.171.40 m,h.229.48 m,i.317.65 m,j.381.39 m)在32°N处取一个断面，并对其进行EOF分解，第一模态图(图4)中可以看出，北太平洋中部和东部具有反相变化的特征，并且这种反相特征存在于300 m以浅的海洋中。

【参考文献】：
期刊论文
[1]PDO的三维空间结构和时间演变特征[J]. 陈幸荣,王彰贵,巢纪平,蔡怡.  海洋学报(中文版). 2011(06)
[2]太平洋年代际振荡的研究进展[J]. 杨修群,朱益民,谢倩,任雪娟,徐桂玉.  大气科学. 2004(06)
[3]太平洋年代际海洋变率的信号通道[J]. 王东晓,刘征宇.  科学通报. 2000(08)

硕士论文
[1]热带太平洋温跃层深度的年代际变化特征及原因[D]. 高晓倩.国家海洋局第一海洋研究所 2015



本文编号：3390376