热带太平洋北赤道流输运与厄尔尼诺的关系

发布时间：2017-04-08 19:09

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【摘要】：在热带北太平洋,由信风驱动的北赤道流(North Equatorial Current,NEC)自东向西流动,到达菲律宾海岸附近分叉为向北流动的黑潮(Kuroshio Current,KC)和向南流动的棉兰老流(Mindanao Current,MC),形成了该海域重要的NEC-MC-KC(NMK)海流系统。北赤道流作为NMK海流系统的核心,把大量东太平洋的水带到西太暖池区域,并通过MC和KC把海水及热量分别向赤道和极地方向输送,在很大程度上影响西太暖池的变异以及全球的热盐环流,进而影响ENSO(El Ni?o and Southern Oscillation)循环和全球气候变化。因此,研究北赤道流输运和厄尔尼诺的关系具有重要的意义。北赤道流输运和厄尔尼诺的关系甚为密切且复杂;特别是,在两类厄尔尼诺即东部型厄尔尼诺和中部型厄尔尼诺期间,北赤道流输运的变化特征是有区别的,但目前研究的不多,许多问题尚不太清楚。本文利用长时间序列的三维海洋分析/再分析数据ECMWF ORA-S3通过合成分析法研究了两类厄尔尼诺期间北赤道流输运的变化;另外利用基于实测资料的海洋客观分析数据MOAA GPV通过P-vector方法计算了北太平洋绝对地转流,探讨了在2001~2013年间北赤道流与厄尔尼诺的关系,并分别讨论了其动力机制。主要研究结果如下:(1)两类厄尔尼诺期间,北赤道流输运的年际变异特征明显不同。在东部型厄尔尼诺期间,从尼诺峰值月份的前10个月到后6个月,北赤道流输运都出现了正异常现象,在尼诺峰值月份的前3个月到后1个月、大约160°E以西的区域,北赤道流输运出现正异常的极值,并且,正异常极值发生的时间随着经度向西逐渐延后。但是,在中部型厄尔尼诺期间,北赤道流输运的正异常仅发生在尼诺峰值月份之前,其极值出现在尼诺峰值月份的前9个月到前8个月、140°E到150°E的区域,虽然输运极值发生的时间也有随经度向西延后的特点,但并不明显,另外,其强度明显弱于东部型厄尔尼诺期间的强度。北赤道流输运的变化和北太平洋热带区域的环流以及风场强迫的变化密切相关。在东部型厄尔尼诺期间,热带北太平洋出现较强的西风异常和正的风应力旋度异常,该风场异常在海洋中会产生向上的Ekman抽吸速度异常,从而引起负的海面高度异常并激发向西传播的上升流Rossby波。在热带西太平洋,局地向上的Ekman抽吸和从中东太平洋传至的上升流Rossby波使得海面高度出现负的异常,并诱发气旋式环流异常,从而使北赤道流输运增强。而另一方面,在中部型厄尔尼诺期间,西风异常和相应的Ekman抽吸速度异常的强度都比较弱,而且风场异常导致的负的海面高度异常和气旋式环流异常的中心均比东部型厄尔尼诺时期偏北,从而不利于北赤道流输运的增强。(2)在近十余年来发生的四次厄尔尼诺事件中,北赤道流输运在02/03、06/07、09/10年的尼诺峰值月份均出现了明显的增强,但是在04/05年的尼诺峰值月份并没有明显的增强。进一步分析发现,在02/03、06/07、09/10年的厄尔尼诺成熟期,10°N以南的热带西北太平洋区域出现了较强的负的海面高度异常和气旋式的环流异常,这主要是由热带环流区域出现的西风异常和正的Ekman抽吸通过Rossby波西传到热带西太平洋区域所致;但是在04/05年厄尔尼诺成熟期,海面温度异常的分布明显不同,西风异常和正的Ekman抽吸异常明显北移,导致负的海面高度异常和气旋式环流异常出现在10°N以北的西北太平洋区域,使得北赤道流输运在04/05年的厄尔尼诺成熟期没有明显的增强。
【关键词】：北赤道流 输运 年际变化 厄尔尼诺
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P732;P731.2
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章绪论13-25
• 1.1 研究背景及意义13-20
• 1.2 北赤道流的研究现状20-23
• 1.3 本文研究的主要内容和拟解决的科学问题23-25
• 第二章 数据和方法25-38
• 2.1 数据25-28
• 2.1.1 MOAA GPV数据25
• 2.1.2 ECMWF ORA-S3数据25-27
• 2.1.2.1 数据信息25-26
• 2.1.2.2 数据验证26-27
• 2.1.3 DePreSys数据27-28
• 2.1.4 卫星高度计观测数据28
• 2.2 方法28-38
• 2.2.1 1.5 层约化重力模式的线性涡度方程28-33
• 2.2.2 绝对地转流计算方法33-37
• 2.2.3 超前滞后相关分析方法37
• 2.2.4 其他方法37-38
• 第三章 北赤道流输运在两类厄尔尼诺期间的差异及其动力机制38-59
• 3.1 引言38
• 3.2 北赤道流输运的定义38
• 3.3 两类厄尔尼诺的分类38-42
• 3.4 年际信号的提取42
• 3.5 北赤道流输运在两类厄尔尼诺期间的差异42-47
• 3.5.1 北赤道流输运与两类厄尔尼诺的关系42-44
• 3.5.2 两类厄尔尼诺期间北赤道流输运的时间演变44-47
• 3.6 两类厄尔尼诺期间影响北赤道流输运的动力机制47-57
• 3.6.1 两类厄尔尼诺期间流场的演变47-52
• 3.6.2 风场的影响52-54
• 3.6.3 线性涡度方程54-57
• 3.7 小结57-59
• 第四章 近10余年来实测数据揭示的北赤道流与厄尔尼诺的关系59-73
• 4.1 引言59
• 4.2 P-vector方法计算的北太平洋绝对地转流59-60
• 4.3 2001至2013年间的厄尔尼诺事件60-61
• 4.4 年际信号的提取61
• 4.5 近10余年来北赤道流输运与厄尔尼诺的关系61-64
• 4.6 厄尔尼诺期间影响北赤道流输运的动力机制64-71
• 4.6.1 热带西北太平洋的流场变化64-67
• 4.6.2 风场的影响67-69
• 4.6.3 热带太平洋海面温度的分布69-71
• 4.7 小结71-73
• 第五章 总结与展望73-77
• 5.1 论文的主要结果73-75
• 5.2 论文的创新点75
• 5.3 未来工作展望75-77
• 参考文献77-87
• 作者简历87-88
• 在读期间论文发表情况88
• 在读期间学术报告情况88

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张志春;热带西北太平洋海洋环流经向输运[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨青莹;热带西太平洋北赤道流年际变化主要特征与驱动机制[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2012年

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本文编号：293499