【摘要】：本文利用NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)高分辨率海溫資料、GODAS(Global Ocean Data Assimilation System)海洋再分析資料以及AVISO(Archiving Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic)衛(wèi)星高度計(jì)資料,討論了黑潮延伸體系統(tǒng)的年代際變異,合成了延伸體收縮和擴(kuò)張狀態(tài)下的典型海溫模態(tài),并利用CESM1.2.0(Community Earth System Model)模式,分別以氣候態(tài)海溫、收縮模態(tài)海溫和擴(kuò)張模態(tài)海溫為強(qiáng)迫場,分析了北太平洋風(fēng)暴軸和阿留申低壓對(duì)延伸體海溫系統(tǒng)性變異的響應(yīng),得到的主要結(jié)論如下:(1)本文提出了緯向擾動(dòng)海溫(Zonal Perturbation Sea Surface Temperature,ZPSST)(即實(shí)際海溫相對(duì)于其緯向平均的偏差)的概念,用以研究黑潮延伸體的熱力變異結(jié)構(gòu),清楚揭示出黑潮延伸體的緯向收縮和擴(kuò)張兩種典型狀態(tài)。收縮態(tài)對(duì)應(yīng)暖ZPSST強(qiáng)度偏弱且影響范圍偏南偏西,而擴(kuò)張態(tài)對(duì)應(yīng)暖ZPSST加強(qiáng)且影響范圍向東向北延伸。該兩種典型狀態(tài)正好對(duì)應(yīng)于ZPSST的EOF(Empirical Orthogonal Function)分解前兩個(gè)主要模態(tài),而第三、第四模態(tài)則反映了北側(cè)親潮強(qiáng)弱對(duì)ZPSST的影響。(2)暖ZPSST高值區(qū)對(duì)應(yīng)著渦動(dòng)動(dòng)能(eddy kinetic energy,EKE)顯著區(qū),兩者通過海洋溫度鋒的強(qiáng)度和流動(dòng)的穩(wěn)定性維持著較好的熱力——?jiǎng)恿﹃P(guān)系:當(dāng)黑潮延伸體強(qiáng)度加強(qiáng)時(shí),流軸的位置偏北,表面輸送加強(qiáng),ZPSST增強(qiáng),從而經(jīng)向海表溫度梯度增大,海洋溫度鋒增強(qiáng),延伸體流軸穩(wěn)定,路徑平直,從流軸上脫落的渦旋減少,EKE減弱,反之亦然。(3)利用CESM模式研究了風(fēng)暴軸對(duì)基于ZPSST EOF分解合成的延伸體收縮和擴(kuò)張兩種典型模態(tài)海溫的響應(yīng)。兩種模態(tài)海溫驅(qū)動(dòng)下風(fēng)暴軸分別呈現(xiàn)出經(jīng)向和緯向反相變化的響應(yīng)格局:延伸體收縮模態(tài)下,北太平洋風(fēng)暴軸表現(xiàn)為南北經(jīng)向強(qiáng)度的反向變化,即中心及其以北強(qiáng)度增強(qiáng),而以南則強(qiáng)度減弱;延伸體擴(kuò)張模態(tài)下,風(fēng)暴軸表現(xiàn)為東西緯向強(qiáng)度的反向變化,即中心以西強(qiáng)度減弱明顯,而中心以東強(qiáng)度有所增強(qiáng)。(4)從能量轉(zhuǎn)換角度分析了風(fēng)暴軸的可能響應(yīng)機(jī)制�；骱蜏u旋形變的相互作用是正壓能量轉(zhuǎn)換的主要機(jī)制,延伸體收縮模態(tài)下,風(fēng)暴軸中心軸線南北兩側(cè)能量轉(zhuǎn)換的響應(yīng)相反,軸線以北基流動(dòng)能向渦動(dòng)動(dòng)能的轉(zhuǎn)換增加,而以南則減少,擴(kuò)展模態(tài)下基流平均動(dòng)能向EKE的轉(zhuǎn)換則整體增強(qiáng);基流的溫度切變與渦動(dòng)熱量輸送的相互作用是斜壓有效位能釋放的主要機(jī)制,兩模態(tài)下經(jīng)向渦動(dòng)熱量輸送和基流經(jīng)向溫度梯度的相互作用也呈現(xiàn)出明顯的風(fēng)暴軸南北兩側(cè)經(jīng)向和東西兩側(cè)緯向反相變化的響應(yīng)特征;冷暖氣團(tuán)的垂直運(yùn)動(dòng)是渦動(dòng)有效位能轉(zhuǎn)換為EKE的主要機(jī)制,兩種海溫模態(tài)強(qiáng)迫下,垂直運(yùn)動(dòng)和渦動(dòng)溫度的相關(guān)性響應(yīng)差異也主要表現(xiàn)為風(fēng)暴軸軸線南北經(jīng)向和東西緯向的反相變化。(5)兩種延伸體海溫模態(tài)驅(qū)動(dòng)下,阿留申低壓響應(yīng)強(qiáng)度均減弱,延伸體收縮模態(tài)下,低壓中心位置略向西向北偏移,響應(yīng)過程表現(xiàn)為一個(gè)東太平洋反氣旋環(huán)流發(fā)生發(fā)展后逐漸衰落的過程,而擴(kuò)張模態(tài)下中心位置顯著東移北抬,響應(yīng)過程表現(xiàn)為西太平洋氣旋式環(huán)流減弱并被東部反氣旋取代最后逐漸恢復(fù)的過程。海溫變異造成的直接熱力調(diào)整不是阿留申低壓響應(yīng)的主要原因,動(dòng)力作用造成的輻合輻散和垂直運(yùn)動(dòng)是阿留申低壓變異的主要機(jī)制。瞬變渦旋強(qiáng)迫異常造成的平均緯向風(fēng)傾向、位勢(shì)高度傾向和溫度傾向異常的中心與海平面氣壓異常的高壓中心均具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,表明瞬變渦旋的異�；顒�(dòng)對(duì)于阿留申低壓異常的維持具有重要作用。
【學(xué)位授予單位】：國防科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P732;P461.2

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本文編號(hào)：2712864