热带偶极模态及其物理机制

摘要

随着卫星观测数据的增多,人们得以对全球海平面温度进行实时观测.科研人员发现,过去30年间的热带海温变化存在着较强的纬向不均匀的形态,具体表现为热带大西洋、印度洋和西太平洋的强烈增温以及热带东太平洋的降温.东西反向的的热带海温变化进一步通过海气相互作用和大气波动等动力过程影响着全球的气候,引发了全球变暖停滞、极地海冰突变、以及中高纬极端气候事件增多等一系列气候变化,对全球气候系统的发展和演变具有重要的意义.另一方面,这一东西反向的偶际型的热带海温变化模态无法简单由温室气体增多造成的全球变暖来解释.因此热带偶际模态的归因研究具有重要的科学意义.在本文中，应用美国大气研究中心通用地球气候系统模式对这一系列过程进行模拟。在祸合气候系统中，将不同海域的海表温度变率同化进模式中，观察模式海表温度对不同海盆强迫的响应。模拟结果发现，热带大西洋区域的海温变率对整个热带三大洋偶极型海温模态的形成起到了至关重要的作用。在祸合模式模拟的基础上，我们进一步应用一组不同复杂程度的大气和海洋模式对这一过程的机制进行了研究和探讨，结果显示热带的强对流辐合过程、风-蒸发-海温反馈过程，以及比耶克尼斯反馈过程在热带偶极模态的形成过程中扮演着非常重要的作用。