基于高分辨率风场的海洋近惯性能通量计算——时空特征及其影响因素

摘要

基于高分辨率CFSR(climate forecast system reanalysis)风场资料、气候态海洋混合层厚度资料和卫星高度计海面高度异常资料,本文估计了大气风场向全球海洋混合层的近惯性能通量和近惯性能量输入功率,并探究了混合层厚度、风场时间分辨率、经验衰减系数和中尺度涡旋涡度对近惯性能通量和能量输入功率的影响.浮标实测风场和流速表明,本文所用的风场和阻尼平板模型可用于估计风场向全球海洋的近惯性能通量.本文计算得到的大气向全球海洋输入近惯性能量的功率为0.56TW(1 TW=1012W),其中北半球贡献0.22TW,南半球贡献0.34TW.在时间上,风场的近惯性能通量呈现各个半球冬季最强、夏季最弱的特征,这和西风带风场的季节变化有关.在空间上,近惯性能通量的高值海域为南、北半球西风带海洋,尤其是南大洋.混合层厚度和风场空间不均匀性使得西风带近惯性能通量呈现纬向变化,即海盆西部强于海盆东部.风场时间分辨率对近惯性能通量的估计至关重要,低时间分辨率风场对近惯性能通量的低估达到13％-30％.阻尼平板模型中的经验衰减系数对近惯性能通量估计的影响不超过5％.中尺度涡旋涡度仅改变近惯性能通量的空间分布,而对全球近惯性能量输入功率的影响可以忽略.