2016与1998年春季北大西洋海表温度异常的差异及成因
发布时间：2021-09-12 07:37
利用再分析资料以及混合层海温诊断方程,研究1997—1998与2015—2016年超级厄尔尼诺次年北大西洋海表温度异常（sea surface temperature anomalies, SSTA）的差异及成因。结果显示,北大西洋SSTA在1998年春季呈明显正负正三极型式分布,而在2016年呈弱的负正负型态。诊断热带北大西洋SSTA的影响因素表明, 1998年春季暖SSTA除了之前研究强调的海洋表面向大气的潜热输送异常减少,以及吸收太阳辐射的增加外,海洋动力过程即Ekman纬向漂流也起着重要的作用。热力过程与厄尔尼诺峰值后出现的北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation, NAO）负位相有关,其可引起亚速尔高压减弱,产生西南风异常,通过风-蒸发-海表温度（seasurfacetemperature,SST）反馈机制使热带北大西洋蒸发减弱,海表增暖,沃克环流下沉支的东移对这一增暖也有贡献。与1997—1998厄尔尼诺事件不同,2015—2016厄尔尼诺事件没有强迫出负位相NAO,而是出现弱NAO正位相,热带北大西洋为弱的东风异常,使海表发生一定的冷却,形成20...
【文章来源】：热带海洋学报. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
1997—1998(a)和2015—2016(b)厄尔尼诺事件的Ni?o3.4(5°S—5°N,170°—120°W)异常指数及北大西洋三极型异常指数的演变月份后的0表示发展年份,1表示衰减年份
从发展年的夏季至衰减年夏季,各个季节的SSTA和850hPa环流异常场的空间分布(图2)显示,这两次厄尔尼诺事件中,赤道东太平洋均在发展年的夏季出现明显的正SSTA,增暖持续到冬季,伴随着赤道东太平洋850hPa风异常幅合,与深对流的异常东移和Walker环流的上升分支一致,春季开始逐渐衰减,伴随着海温的冷却,风场的幅合也减弱,到次年夏季,赤道附近都出现了负的海温异常。虽然前期两次过程的发展较为相近,但是对比两次过程的衰减阶段,在空间上有着一些差别,1998年春季赤道太平洋东部依旧保持较高的正异常,且有较强的东风异常;2016的海温正异常在赤道东太平洋地区的衰减较快,春季的太平洋东部正异常已经达到1℃以下,而1998太平洋东部的同期海温异常中心仍保持在2℃以上,这主要与赤道东太平洋海域持续的东风异常以及纬向平流较弱有关(郑依玲等,2019),在赤道中太平洋维持一相对较强的中心,同时伴随着850hPa较弱的辐合风。北大西洋SSTA在1997—1998年与2015—2016年表现出相反的三极型特征,1998年的热带北大西洋暖SSTA在春季最强,这与以往研究给出的ENSO与热带北大西洋SSTA的联系相一致。对比北大西洋对流层低层大气环流异常对2015—2016年与1997—1998年厄尔尼诺事件的响应,可以发现,最明显的差异发生在热带外地区,1997—1998年的中纬度地区低层为气旋性环流异常,2015—2016年中纬度为反气旋环流异常,北大西洋SSTA在这两次厄尔尼诺事件表现出相反的特征与这两年的相反的环流异常有关,后面将做进一步分析。2.2 1998与2016年3月北大西洋SSTA变化的定量诊断
图4给出了热力过程各项的作用大小,重点看一下1998的结果(蓝色柱)。其中动力线性作用项,可以写作的和,分别对应图4中的纬向环流项、经向环流项、垂直对流项。可见,海洋动力过程以纬向环流的作用为主,纬向海流扰动与平均纬向温度梯度项(0.142℃·month–1)影响最大,占纬向环流项的69%,这与热带混合层有向东的环流异常u"(29)0且在大西洋(80°W—0°)的范围内,平均混合层温度西高东低,即平均纬向温度梯度有关,平均纬向海流对纬向扰动热量输送的作用占纬向环流作用的31%。热力作用可以分为表面的长波辐射、短波辐射、潜热通量与感热通量四项。其中潜热通量项的贡献最大,达到0.227℃·month–1,短波辐射项为0.047℃·month–1。2016年,短波辐射,潜热通量对负SSTA有正向作用,而长波辐射和显热通量不利于海温的降低,导致1998年和2016年SSTA之间差异的热力因素是潜热通量和短波辐射过程。图4 1998和2016年各因素对热带北大西洋(10°—25°N,50°—15°W)区域平均的3月与1月海洋混合层海温异常变化的贡献
【参考文献】：
期刊论文
[1]2015/2016年超强厄尔尼诺事件基本特征及生成和消亡机制[J]. 郑依玲,陈泽生,王海,杜岩. 热带海洋学报. 2019(04)
[2]强El Ni?o衰减年东亚夏季风的季节内变化:1998年和2016年的对比分析[J]. 薛峰,段欣妤,苏同华. 大气科学. 2018(06)
[3]1998年和2016年北大西洋海温异常对中国夏季降水影响的数值模拟研究[J]. 任宏昌,左金清,李维京. 气象学报. 2017(06)
[4]1900～2009年全球海表温度异常的时空变化特征分析[J]. 李刚,李崇银,江晓华,张滢,刘凯,谭言科,白涛. 热带海洋学报. 2015(04)
[5]基于CMIP5资料的热带大洋非均匀增暖及其成因的分析[J]. 杜美芳,徐海明,周超. 热带海洋学报. 2015(03)
[6]北太平洋海表温度及各贡献因子的变化[J]. 刘珊,王辉,姜华,金啟华. 海洋学报(中文版). 2013(01)
[7]ENSO事件指数与指标研究[J]. 李晓燕,翟盘茂. 气象学报. 2000(01)
本文编号：3393827
【文章来源】：热带海洋学报. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
1997—1998(a)和2015—2016(b)厄尔尼诺事件的Ni?o3.4(5°S—5°N,170°—120°W)异常指数及北大西洋三极型异常指数的演变月份后的0表示发展年份,1表示衰减年份
从发展年的夏季至衰减年夏季,各个季节的SSTA和850hPa环流异常场的空间分布(图2)显示,这两次厄尔尼诺事件中,赤道东太平洋均在发展年的夏季出现明显的正SSTA,增暖持续到冬季,伴随着赤道东太平洋850hPa风异常幅合,与深对流的异常东移和Walker环流的上升分支一致,春季开始逐渐衰减,伴随着海温的冷却,风场的幅合也减弱,到次年夏季,赤道附近都出现了负的海温异常。虽然前期两次过程的发展较为相近,但是对比两次过程的衰减阶段,在空间上有着一些差别,1998年春季赤道太平洋东部依旧保持较高的正异常,且有较强的东风异常;2016的海温正异常在赤道东太平洋地区的衰减较快,春季的太平洋东部正异常已经达到1℃以下,而1998太平洋东部的同期海温异常中心仍保持在2℃以上,这主要与赤道东太平洋海域持续的东风异常以及纬向平流较弱有关(郑依玲等,2019),在赤道中太平洋维持一相对较强的中心,同时伴随着850hPa较弱的辐合风。北大西洋SSTA在1997—1998年与2015—2016年表现出相反的三极型特征,1998年的热带北大西洋暖SSTA在春季最强,这与以往研究给出的ENSO与热带北大西洋SSTA的联系相一致。对比北大西洋对流层低层大气环流异常对2015—2016年与1997—1998年厄尔尼诺事件的响应,可以发现,最明显的差异发生在热带外地区,1997—1998年的中纬度地区低层为气旋性环流异常,2015—2016年中纬度为反气旋环流异常,北大西洋SSTA在这两次厄尔尼诺事件表现出相反的特征与这两年的相反的环流异常有关,后面将做进一步分析。2.2 1998与2016年3月北大西洋SSTA变化的定量诊断
图4给出了热力过程各项的作用大小,重点看一下1998的结果(蓝色柱)。其中动力线性作用项,可以写作的和,分别对应图4中的纬向环流项、经向环流项、垂直对流项。可见,海洋动力过程以纬向环流的作用为主,纬向海流扰动与平均纬向温度梯度项(0.142℃·month–1)影响最大,占纬向环流项的69%,这与热带混合层有向东的环流异常u"(29)0且在大西洋(80°W—0°)的范围内,平均混合层温度西高东低,即平均纬向温度梯度有关,平均纬向海流对纬向扰动热量输送的作用占纬向环流作用的31%。热力作用可以分为表面的长波辐射、短波辐射、潜热通量与感热通量四项。其中潜热通量项的贡献最大,达到0.227℃·month–1,短波辐射项为0.047℃·month–1。2016年,短波辐射,潜热通量对负SSTA有正向作用,而长波辐射和显热通量不利于海温的降低,导致1998年和2016年SSTA之间差异的热力因素是潜热通量和短波辐射过程。图4 1998和2016年各因素对热带北大西洋(10°—25°N,50°—15°W)区域平均的3月与1月海洋混合层海温异常变化的贡献
【参考文献】：
期刊论文
[1]2015/2016年超强厄尔尼诺事件基本特征及生成和消亡机制[J]. 郑依玲,陈泽生,王海,杜岩. 热带海洋学报. 2019(04)
[2]强El Ni?o衰减年东亚夏季风的季节内变化:1998年和2016年的对比分析[J]. 薛峰,段欣妤,苏同华. 大气科学. 2018(06)
[3]1998年和2016年北大西洋海温异常对中国夏季降水影响的数值模拟研究[J]. 任宏昌,左金清,李维京. 气象学报. 2017(06)
[4]1900～2009年全球海表温度异常的时空变化特征分析[J]. 李刚,李崇银,江晓华,张滢,刘凯,谭言科,白涛. 热带海洋学报. 2015(04)
[5]基于CMIP5资料的热带大洋非均匀增暖及其成因的分析[J]. 杜美芳,徐海明,周超. 热带海洋学报. 2015(03)
[6]北太平洋海表温度及各贡献因子的变化[J]. 刘珊,王辉,姜华,金啟华. 海洋学报(中文版). 2013(01)
[7]ENSO事件指数与指标研究[J]. 李晓燕,翟盘茂. 气象学报. 2000(01)
本文编号：3393827
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