西太平洋暖池海—气界面热通量交换的季节内振荡

摘要

利用NOAA逐日平均的海表热通量资料,首先比较全面的分析了最近十年西太平洋地区海表热通量本身及其低频分量的分布特征,发现海气界面的各热通量都有比较明显的季节差异,而且夏季相对于其它三个季节而言差异更加突出。相对而言,Qlat(净潜热通量)和Qsw(净短波辐射通量)的标准差和标准差的季节差异较大,这表明Qlat和Qsw在海气界面热通量交换过程中可能起到主要的作用。结合10m高度风场分析发现,北半球夏季在一个完整的季节内振荡过程中,当Qlat达到极小值(极大值)时,西太平洋暖池的大片海域为Qlat低频分量负(正)值区,在相同的位置,10m高度风的低频分量表现为一明显的反气旋(气旋)式流场。通过分析各个热通量与Qnet(净热通量)之间的关系,发现Qlat和Qnet的相关性最好,在低频循环的各个阶段,Olat的正(负)的大值区始终与Qnet的正(负)的大值区的相对应,二者的位置基本重合,而且数值大小也是随着循环同步增大或者减小。
　　在除去天气尺度的分量以后,某个海表热通量的季节内变化可以看作由年循环分量的变化和低频振荡两部分组成,各个热通量的年循环分量在整个季节内变化中所做的贡献都不及低频分量的贡献大。根据1979-2004年(共26年)前冬的Nino3.4指数确定了ENSO冷年和暖年,4-8月间西太平洋暖池区海气热量交换过程中的各个热通量自身的变化特征在ENSO冷、暖年之间存在明显的差异,这些差异主要取决于Qlat和Qsw。总体上ENSO冷年有更强的低频振荡发生,而且冷年的低频振荡在6-7月期间相比其它时间段振荡更强(振幅更大),暖年则足在4-5月有最强的低频振荡,其次是在8月,即冷年和暖年正好有基本相反的低频振荡趋势。
　　依据向外长波辐OLR的变化选出强对流年和弱对流年,结果表明,Qnet的季节内演变过程在强、弱对流年的差异同冷、暖ENSO年一样,也主要是由于Qlat和Osw在这两种不同状态的年份中的显著差别造成的。Qnet在强、弱对流年间的差异随时间的变化同OLR在强、弱对流年间的差异随时间的变化可能有一定的相关性,表现在OLR 30-60天低频分量差异的负(正)值区和Qnet差异的正(负)值区基本一一相对应,表明大气从海洋得到的热量增加(减少)时,其上空的对流活动加强(减弱),数值上OLR和Qnet呈现较好的负相关性。由于Qlat在整个海气界面热交换过程中的主导地位,它与OLR的相关性也较好。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 前言

1.1 热带大气季节内振荡研究概况

1.1.1 大气季节内振荡的总体特征

1.1.2 热带大气季节内振荡的观测事实

1.1.3 热带大气季节内振荡的机制研究

1.2 海洋的特性和海洋季节内振荡

1.2.1 海洋的特性及其对全球天气气候的影响

1.2.2 海洋季节内振荡

1.3 西太平洋暖池的重要地位

1.4 本文的研究内容及意义

1.5 数据介绍

第二章 近十年海表热通量特征分析

2.1 本章数据处理方法

2.2 海表热通量原场气候态分布特征

2.2.1 净短波辐射通量

2.2.2 净长波辐射通量

2.2.3 净潜热通量

2.2.4 净感热通量

2.3 海表热通量低频分量标准差分布特征

2.3.1 总体特征

2.3.2 季节差异

2.4 净潜热通量和10M高度风场低频分量合成分析

2.5 净潜热通量和净热通量的低频分量合成分析

2.6 小结

第三章 冷、暖ENSO年海—气界面热通量交换的特征

3.1 ENSO与季节内振荡

3.3.1 ENSO—厄尔尼诺和南方涛动

3.2 冷、暖年的确定和数据处理方法

3.2.1 冷、暖年的确定

3.2.2 本章数据处理方法

3.3 季节内演变特征

3.3.1 净潜热通量在冷、暖年间差异的季节内演变

3.3.2 净短波辐射通量在冷、暖年间差异的季节内演变

3.3.3 净热通量在冷、暖年间差异的季节内演变

3.4 参考区域各个热通量对比分析

3.5 小结

第四章 强、弱对流年海—气界面热通量交换的特征

4.1 强、弱对流年的选定

4.2 结果分析

4.3 小结

第五章 总结

参考文献

致谢