热带西太平洋大气季节内振荡与EL Nino关系研究

摘要

本文研究的主要问题是热带西太平洋大气季节内振荡(MJO)在E1 Nino事件过程中起到的作用以及造成的影响,包括MJO垂直结构的变化、能量的改变以及通过风应力驱动海洋Kelvin波而对E1 Nino事件造成的影响,其中通过风应力驱动海洋Kelvin波造成的影响是本文的研究重点。文中对E1 Nino事件过程中MJO垂直结构变化的研究采用NCEP风场资料,通过200hpa及850hpa上下两层季节内风场风散度的对比来确定MJO的垂直结构。经过研究,MJO的垂直结构在E1 Nino事件过程中没有发生变化,仍然是上下两层风场位相相反的“斜压”结构,没有出现前人提出的E1 Nino事件过程中MJO垂直结构会趋向“正压”的情况。对NCEP向外长波辐射(OLR)资料进行带通滤波处理,分离出季节内信号,并用能量来表示季节内信号的强度,以此为指数来分析E1 Nino事件过程中MJO能量的变化。在发生E1 Nino事件的情况下,事件发生之前热带西太平洋MJO能量异常增大,并且MJO能量越强越能引起强E1 Nino事件;在E1 Nino事件发生后,热带西太平洋MJO能量迅速减小,持续性的处于能量负异常状态。MJO能量异常与海表面温度异常的SVD分析结果表明两者呈正相关性。通过NCEP纬向风异常数据与SODA太平洋海表面温度数据的相关分析得出,热带西太平洋西风异常在E1 Nino事件过程中,与东太平洋海温滞后6个月左右时相关性很好;而西风异常的重要来源是MJO事件的爆发,所以说明热带西太平洋MJO事件对E1 Nino事件有重要影响。热带西太平洋MJO事件通过风应力驱动海洋Kelvin波对E1 Nino事件造成影响是本文的研究重点,主要采用NCEP风场资料及SODA温盐资料进行分析研究。首先用带通滤波的方法分离出赤道纬向风场中存在的MJO信号,然后计算与之相关的海洋Kelvin波参数;通过温盐资料计算出25.5kg·m-3等密度面深度,用来表示温跃层深度,对比E1 Nino事件过程中热带太平洋温跃层深度的变化及MJO相关的海洋Kelvin波参数的变化,分析热带西太平洋MJO事件通过与之相关的海洋Kelvin波对E1 Nino事件的影响程度。MJO事件爆发后,对背景海洋的直接影响是产生作用于海面的风应力,从而强迫背景海洋形成相关的赤道Kelvin波,此赤道Kelvin波可以将热带西太平洋的温跃层异常信号传到东太平洋,使热带东太平洋海洋状态发生变化,所以说,赤道Kelvin波在MJO事件影响E1 Nino事件过程中起到了非常重要的作用。经过分析研究,当MJO相关的赤道Kelvin波强度越强,对温跃层信号传播的贡献越大,Kelvin波强度较弱时产生的影响很不明显;MJO相关的赤道Kelvin波传播的温跃层异常信号包括温跃层异常下沉信号和异常上升信号,当MJO相关的赤道Kelvin波东传的信号为温跃层异常下沉信号时会对E1 Nino事件的发生与发展起到积极影响,如果东传的信号为温跃层异常上升信号时会对E1 Nino事件的发生与发展起到阻碍作用;另外,背景海洋状态与其它扰动影响对E1 Nino事件的发生至关重要。总而言之,热带西太平洋MJO事件只是对E1 Nino事件有重要影响,但并不能决定E1 Nino事件的发生。

目录

摘要

Abstract

1 引言

1.1 MJO简介

1.1.1 MJO特征

1.1.2 MJO机制

1.2 ENSO简介

1.2.1 ENSO特征

1.2.2 ENSO机制

1.3 MJO与ENSO关系的前人研究

1.4 本文拟解决的问题

2 资料及分析方法介绍

2.1 资料及处理

2.1.1 本文研究过程中采用的资料

2.1.2 资料处理

2.2 MJO强度的定义

2.3 方法介绍

3 ElNi（？）o事件过程中MJO的变化

3.1 MJO的季节性分布

3.2 El Ni（？）o事件期间MJO能量异常的演变

3.3 MJO能量异常与海表温度异常的关系

3.4 El Ni（？）o事件期间MJO结构变化

3.5 西风异常对El Ni（？）o事件的影响

3.6 小结

4 背影海洋对MJO的响应

4.1 海洋Kelvin波

4.2 MJO相关的海洋Kelvin波的确定

4.3 El Ni（？）o事件个例分析

4.3.1 1997/1998年El Ni（？）o事件

4.3.2 1982/1983事El Ni（？）o事件

4.3.3 1986/1987年El Ni（？）o事件

4.3.4 1991/1992年El Ni（？）o事件

4.3.5 2004年El Ni（？）o事件

4.4 小结

5 结论与展望

6 参考文献

7 致谢

8 个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果