熱帶太平洋環(huán)流變異與海氣相互作用

前言

　　近20多年來(lái)，氣候異常頻繁發(fā)生，給全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重影響。各國(guó)科學(xué)家多年來(lái)致力于研究地球系統(tǒng)自然變化和人類(lèi)活動(dòng)共同引起的氣候變化，比較典型的工作是關(guān)于厄爾尼諾一南方濤動(dòng)（ENS0）事件研究，從而興起氣候研究的又一個(gè)高潮。其后，國(guó)際氣候變率與可預(yù)報(bào)性研究計(jì)劃（CLIVAR）明確地將年代到百年尺度氣候變率與可預(yù)報(bào)性研究單獨(dú)作為一個(gè)子計(jì)劃提出來(lái)（CLIVAR-DecCen），強(qiáng)調(diào)開(kāi)展與年際、年代際及更長(zhǎng)期變率有關(guān)的海洋過(guò)程研究，探索長(zhǎng)期特別是年代際氣候變率的成因和可預(yù)報(bào)性?！　“l(fā)生在熱帶的ENSO及其年代際變化以及發(fā)生在太平洋中高緯的年代際變化（PDO）對(duì)我國(guó)和世界氣候及其異常影響顯著，已經(jīng)成為該領(lǐng)域?qū)W者的研究熱點(diǎn)。以ENSO研究為代表的海洋年際變化研究已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，并在一定程度上對(duì)其作出了可靠合理的預(yù)測(cè)。對(duì)ENsO的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ENSO循環(huán)本身存在顯著的年代和年代際特征，并認(rèn)為此乃ENSO循環(huán)的“背景”狀態(tài)的改變所致。ENSO年代際變化的起源及與PDO關(guān)系是太平洋不同區(qū)域及不同尺度海洋一大氣運(yùn)動(dòng)及相互作用的核心問(wèn)題?！　≡趪?guó)際上全面開(kāi)展CUVAR氣候變化研究計(jì)劃的背景下，國(guó)家自然科學(xué)基金委于2002年開(kāi)始資助了為期4年的“熱帶太平洋海洋環(huán)流年際與年代際變率”重點(diǎn)基金項(xiàng)目的研究。

內(nèi)容概要

　　《熱帶太平洋環(huán)流變異與海氣相互作用》系統(tǒng)地從四個(gè)方面對(duì)熱帶太平洋環(huán)流變異和海氣相互作用過(guò)程進(jìn)行了闡述。第一部分從不同的時(shí)空尺度對(duì)太平洋環(huán)流和溫躍層變化進(jìn)行闡述，對(duì)環(huán)流通道進(jìn)行科學(xué)的研究，并提出熱帶太平洋氣旋式“海溫異常信號(hào)通道”的概念，為ENSO循環(huán)機(jī)理研究提供了又一重要依據(jù)。第二部分對(duì)中國(guó)冬季氣候異常的變異機(jī)制、西太平洋暖池不對(duì)稱(chēng)性及熱帶太平洋海氣相互作用的正反饋和冬季西北太平洋阿留申低壓－海溫差－西風(fēng)急流正反饋過(guò)程進(jìn)行分析，對(duì)于提高我國(guó)氣候預(yù)報(bào)精度能夠提供科研依據(jù)。第三部分在呂宋水交換、印尼貫穿流及兩者的緊密聯(lián)系等方面取得了不錯(cuò)的成果，對(duì)正確認(rèn)識(shí)南海在全球熱鹽環(huán)流變化中的作用打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)；第四部分對(duì)全球熵變化、熱帶太平洋的鹽度收支、中尺度渦旋的分布和傳播及不同海域風(fēng)生和熱鹽環(huán)流的作用進(jìn)行了研究和闡述，對(duì)以后開(kāi)展相關(guān)全球氣候變化研究提供前提依據(jù)。　　《熱帶太平洋環(huán)流變異與海氣相互作用》可供海洋和氣象系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員以及大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生參考。

書(shū)籍目錄

第1章 熱帶太平洋環(huán)流與溫躍層變率特征1.1 太平洋環(huán)流指數(shù)定義及變率1.1.1 引言1.1.2 資料和方法1.1.3 基本特征1.1.4 環(huán)流指數(shù)反映的北太平洋年代變化1.1.5 熱帶和副熱帶環(huán)流的相互作用1.1.6 討論1.2 ENSO循環(huán)過(guò)程機(jī)制的研究1.2.1 ENSO循環(huán)系統(tǒng)的研究進(jìn)展1.2.2 西太平洋暖池變化與ENSO循環(huán)過(guò)程的關(guān)系1.2.3 西太平洋暖池變異的機(jī)制研究1.2.4 熱帶太平洋次表層異常海溫的信號(hào)通道1.2.5 熱帶太平洋次表層異常海溫東傳與赤道潛流的關(guān)系1.3 熱帶太平洋表層流各流系的變化1.3.1 引言1.3.2 數(shù)據(jù)資料1.3.3 季節(jié)變化分析1.3.4 年際變化分析1.3.5 結(jié)論1.4 熱帶太平洋赤道潛流和溫度季節(jié)變化的相關(guān)性1.4.1 資料說(shuō)明1.4.2 赤道太平洋水溫和潛流的季節(jié)變化1.4.3 經(jīng)向流速的變化對(duì)赤道太平洋溫度和潛流速度季節(jié)變化的影響1.4.4 討論和結(jié)論1.5 太平洋副熱帶至赤道密度躍層流1.5.1 引言1.5.2 數(shù)據(jù)和方法1.5.3 等密面上的環(huán)流和通道1.5.4 通道的輸送1.5.5 通道輸送的特性1.5.6 年代際變化1.5.7 結(jié)論1.6 南太平洋熱含量變化特征1.6.1 引言1.6.2 環(huán)流區(qū)域的劃分和環(huán)流指數(shù)的定義1.6.3 數(shù)據(jù)和處理方法1.6.4 結(jié)果與分析1.6.5 結(jié)論1.7 黑潮輸送異常及其與大尺度海氣相互作用的關(guān)系1.7.1 引言1.7.2 北太平洋西邊界流輸送異常分析1.7.3 黑潮輸送異常與大尺度海氣相作用的關(guān)系1.7.4 結(jié)論和討論1.8 太平洋溫躍層年代際變率的同化資料分析1.8.1 引言1.8.2 資料和分析方法1.8.3 結(jié)果分析1.8.4 結(jié)論和討論參考文獻(xiàn)第2章 西太平洋海氣相互作用的年際與年代際過(guò)程2.1 影響中國(guó)冬季氣候的經(jīng)向風(fēng)變異2.1.1 引言2.1.2 模式、資料及處理方法2.1.3 WP-CS的異常海溫形勢(shì)對(duì)中國(guó)冬季氣候的影響2.1.4 EN（LN）年冬季異常經(jīng)向風(fēng)的地轉(zhuǎn)和非地轉(zhuǎn)分量2.1.5 1982-1983年冬季W(wǎng)P-CS局地Hadley環(huán)流的診斷2.1.6 結(jié)論2.2 西太平洋暖池?zé)崃Y(jié)構(gòu)氣候態(tài)南北不對(duì)稱(chēng)2.2.1 引言2.2.2 模式介紹2.2.3 資料和外部參數(shù)的選取2.2.4 控制試驗(yàn)2.2.5 敏感性試驗(yàn)2.2.6 結(jié)論2.3 熱帶西太平洋上層熱含量年際變化的區(qū)域性2.3.1 引言2.3.2 數(shù)據(jù)與處理方法2.3.3 結(jié)果和分析2.3.4 結(jié)論與討論2.4 熱帶太平洋海氣系統(tǒng)年代際局地正反饋機(jī)制2.4.1 引言2.4.2 資料和方法2.4.3 熱帶太平洋地區(qū)海溫與風(fēng)場(chǎng)SVD分析2.4.4 熱帶海氣正反饋過(guò)程2.4.5 結(jié)論和討論2.5 珊瑚灰度對(duì)1946—1992年局地云量年代際突變的記錄2.5.1 引言2.5.2 資料與方法2.5.3 主要結(jié)果2.5.4 結(jié)論與討論2.6 ENSO特性的年代際變化2.6.1 引言2.6.2 資料2.6.3 結(jié)果分析和討論2.6.4 總結(jié)與討論2.7 赤道中太平洋停駐模態(tài)與階段性海氣相互作用2.7.1 兩層半模式中的停駐模態(tài)和背景風(fēng)場(chǎng)的影響2.7.2 對(duì)模式同化資料的分析2.7.3 第二斜壓模態(tài)在熱帶中太平洋的持續(xù)對(duì)西風(fēng)異常的影響2.7.4 TOGA-TAO實(shí)測(cè)資料中第二斜壓模信號(hào)和預(yù)測(cè)E1Nino事件的簡(jiǎn)單指數(shù)2.7.5 經(jīng)驗(yàn)正交分析（EOF）2.7.6 小結(jié)2.8 冬季西北太平洋海洋大氣正反饋過(guò)程分析2.8.1 引言2.8.2 資料簡(jiǎn)介2.8.3 阿留申低壓指數(shù)2.8.4 西風(fēng)指數(shù)2.8.5 黑潮影響區(qū)和親潮影響區(qū)海溫差2.8.6 結(jié)果和討論2.8.7 結(jié)論2.9 不同天氣尺度系統(tǒng)對(duì)熱帶太平洋海氣潛熱通量貢獻(xiàn)的估計(jì)2.9.1 引言2.9.2 資料和方法2.9.3 結(jié)果分析2.9.4 結(jié)論與討論參考文獻(xiàn)第3章 太平洋及其熱帶邊緣海環(huán)流模擬與診斷3.1 全球變網(wǎng)格數(shù)值模式及結(jié)果與觀測(cè)的比較3.1.1 全球變網(wǎng)格數(shù)值模式介紹3.1.2 模擬結(jié)果與觀測(cè)的比較3.2 南海環(huán)流季節(jié)和年際變化模擬結(jié)果3.2.1 南海環(huán)流季節(jié)變化3.2.2 南海環(huán)流結(jié)果的可靠性分析3.2.3 南海環(huán)流的年際變化3.3 呂宋海峽輸送年際變異3.3.1 引言3.3.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理3.3.3 呂宋海峽輸送隨深度變化的一般特征3.3.4 呂宋海峽體積（熱量）輸送的年際變化3.3.5 結(jié)論及討論3.4 印尼貫穿流季節(jié)和年際變化模擬結(jié)果3.4.1 印度尼西亞海域模式結(jié)果的可靠性分析3.4.2 印度尼西亞海域環(huán)流季節(jié)變化的模擬結(jié)果及分析3.4.3 印尼貫穿流各個(gè)海峽流量的季節(jié)變化模擬結(jié)果3.4.4 印尼貫穿流年際變化的模擬結(jié)果及分析3.5 印尼貫穿流年代際變化及成因分析3.5.1 引言3.5.2 資料3.5.3 ITF體積和熱量輸運(yùn)的計(jì)算和平均情況3.5.4 ITF體積和熱量輸運(yùn)的年代際變化特征3.5.5 ITF體積輸運(yùn)年代際變化成因分析3.5.6 小結(jié)3.6 西太平洋關(guān)鍵海峽輸送年際變化特征及相互關(guān)聯(lián)3.6.1 引言3.6.2 資料及方法3.6.3 ITF與呂宋海峽體積輸送年際變化特征3.6.4 ITF與呂宋海峽體積輸送異常反位相年際特征機(jī)制分析3.6.5 小結(jié)和討論3.7 全球大洋環(huán)流氣候平均場(chǎng)診斷計(jì)算3.7.1 引言3.7.2 模型的設(shè)置3.7.3 模式結(jié)果3.7.4 南海貫穿流與印尼貫穿流的關(guān)系3.7.5 結(jié)論參考文獻(xiàn)第4章 全球熱鹽變化過(guò)程研究4.1 全球海洋與大氣界面的熵通量估算4.1.1 熵平衡方程4.1.2 資料分析和處理4.1.3 計(jì)算結(jié)果4.1.4 結(jié)論4.2 熱帶太平洋海面鹽度年際變化的海洋同化數(shù)據(jù)分析4.2.1 引言4.2.2 資料來(lái)源及處理方法4.2.3 海面鹽度距平場(chǎng)的EOF展開(kāi)與因子分析4.2.4 結(jié)論4.3 熱帶太平洋次表層鹽度的年際變化4.3.1 引言4.3.2 數(shù)據(jù)與處理方法4.3.3 表層海水鹽度的變化特征4.3.4 影響次表層海水鹽度變化的影響因子分析4.3.5 小結(jié)和討論4.4 風(fēng)對(duì)熱鹽環(huán)流的作用與影響4.4.1 引言4.4.2 關(guān)于驅(qū)動(dòng)大洋深海環(huán)流的新觀點(diǎn)4.4.3 風(fēng)對(duì)大洋深海環(huán)流作用與影響的初步研究結(jié)果4.4.4 結(jié)語(yǔ)4.5 現(xiàn)代北太平洋無(wú)深水形成的原因4.5.1 引言4.5.2 大洋熱鹽環(huán)流——全球海洋輸運(yùn)帶4.5.3 造成北太平洋上層鹽度差異的因素4.5.4 北太平洋是否有深水形成附錄 全球中尺度渦的分布和傳播特征1 引言2 數(shù)據(jù)和處理方法3 中尺度渦的空間分布特征4 中尺度渦的傳播特征5 結(jié)論參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　簡(jiǎn)而言之，我們的指數(shù)分析表明，1976－1977年氣候突變是與SPG的加強(qiáng)相聯(lián)系的。結(jié)果表明，KER區(qū)的熱容量是與年代際尺度上的SPG有關(guān)，但與年代時(shí)間尺度上的sTG關(guān)系更密切?！　?.1.5 熱帶和副熱帶環(huán)流的相互作用　　McPhaden和Zhang（2002）指出，20世紀(jì)70年代以來(lái)，淺層翻轉(zhuǎn)環(huán)流減弱了。赤道上翻的減弱是與赤道SST的升高相聯(lián)系的。TG指數(shù)在1961－1975年和1981－1995年時(shí)段的加強(qiáng)和減弱可以從圖1.1.3c看出，它表明了TG指數(shù)的年代變化發(fā)生在1976－1977年，而此時(shí)在北太平洋正發(fā)生所謂的突變。這種對(duì)應(yīng)的原因需要進(jìn)一步研究。　　研究副熱帶和熱帶太平洋之間的水交換是非常重要的。在赤道中太平洋觀測(cè)到的氚極大值的機(jī)制和意義已用軌跡法進(jìn)行了研究（Liu and Huang，1998），顯示了北太平洋水交換的內(nèi)部路徑?！　‖F(xiàn)在我們根據(jù)環(huán)流的減慢和變快來(lái)描述熱帶和副熱帶相互作用?？傮w來(lái)看，當(dāng)考慮主要的年際變化時(shí)（見(jiàn)圖1.1.6a），除1965年前后的幾年例外，STG和TG指數(shù)在過(guò)去的50 a里是反位相的。注意，12.2％的總體方差可由TG的模2和模3來(lái)解釋?zhuān)欢?0.8％的總體方差可由STG的模5～10來(lái)解釋。北赤道流的分岔點(diǎn)導(dǎo)致了低緯度的西邊界流和黑潮（Mc-Creary and Liu，1994），它們兩個(gè)分別占TG和STG的較大比重。假如北赤道流攜帶的輸送是一定的，強(qiáng)的低緯度西邊界流通常伴隨著弱的黑潮，反之亦然?！　≡谀觌H時(shí)間尺度上，TG指數(shù)和Nino3區(qū)的熱容量是顯著反位相的，強(qiáng)（弱）的TG，有更多（少）的副熱帶冷水進(jìn)入熱帶，在赤道東太平洋上翻?！　D1.1.6b表現(xiàn)了與TG指數(shù)和El Nino事件相關(guān)的不同年代上的振幅和周期變化。20世紀(jì)70年代晚期開(kāi)始，TG指數(shù)的周期從3～4 a變到5～6 a，且伴隨著振幅的增加。所以Nino3區(qū)的熱容量也如此變化?？赡艿慕忉屖?，TG的較大增幅意味著赤道和赤道外較大的熱容量交換，Nino3區(qū)較大的熱容量異常導(dǎo)致恢復(fù)到正常狀態(tài)需要更長(zhǎng)的振蕩周期?！　?.1.6 討論　　上述指數(shù)分析表明了海洋環(huán)流與北太平洋年際到年代際尺度變化的聯(lián)系。我們的簡(jiǎn)單環(huán)流指數(shù)清楚地表明北太平洋的SPG、STG和TG調(diào)整的不同時(shí)間尺度。我們?cè)O(shè)想，北太平洋的年代際變化與SPG的調(diào)整有關(guān)，而其年代變化與STG的調(diào)整有關(guān)?！　”M管，作為一種外強(qiáng)迫，風(fēng)在本研究中沒(méi)有考慮，但不同區(qū)域、不同時(shí)間尺度上的海氣相互作用應(yīng)該可以解釋上述太平洋與環(huán)流有關(guān)的變化是可能的。

圖書(shū)封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    熱帶太平洋環(huán)流變異與海氣相互作用 PDF格式下載

---