本文關(guān)鍵詞：西太平洋暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)的變化特征與機(jī)理研究

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【摘要】：西太平洋暖池(簡(jiǎn)稱暖池)既是全球大洋中最大的暖水團(tuán)(SST≥28?C),又是全球大洋中最大的淡水池(SSS?35),暖池區(qū)的降水非常豐富,年降水量高達(dá)2m。豐富的降水使得暖池海域的鹽躍層淺于溫躍層,從而形成了障礙層,而障礙層的存在使得暖池具有獨(dú)特的熱鹽結(jié)構(gòu)。就其溫、鹽度的垂向分布而言,如果以28?C等溫線作為暖池的定義標(biāo)準(zhǔn),那么暖池大致為三層結(jié)構(gòu),即由混合層、障礙層和深層構(gòu)成。暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)的變化對(duì)海-氣間的動(dòng)量、能量和物質(zhì)交換、海面凈熱通量的分布、表層暖水的緯向運(yùn)動(dòng)以及ENSO的形成與發(fā)展都有直接的重要影響。因此,開(kāi)展暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)的變化特征與機(jī)理研究,無(wú)論對(duì)加深了解暖池的變異機(jī)制,驗(yàn)證和改進(jìn)大洋環(huán)流模式中的混合參數(shù)化方案,提高暖池的模擬水平,還是對(duì)促進(jìn)ENSO預(yù)報(bào)研究都具有重要的科學(xué)意義和實(shí)踐意義。本文基于日本氣象廳提供的1950-2011年間的月平均溫鹽數(shù)據(jù)、美國(guó)馬里蘭大學(xué)提供的2.1.6版本的SODA數(shù)據(jù)、伍茲霍爾海洋研究所整理的月平均凈熱通量資料、美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)的再分析降水資料,分析了暖池三維結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化特征和機(jī)理,研究了暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)的基本特征、季節(jié)和年際變化,并探討了暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)的季節(jié)和年際變化機(jī)理。得到的主要結(jié)論如下。1.暖池三維結(jié)構(gòu)存在著很強(qiáng)但并不一致的季節(jié)變化。其中,在緯向上,暖池冬季西縮、春季東擴(kuò);在經(jīng)向上,暖池冬季南移、夏季北擴(kuò);在垂向上,暖池春秋季增厚,而冬夏季變薄。暖池的緯向變化主要是由赤道太平洋的緯向風(fēng)、南赤道流(SEC)和凈熱通量共同引起,暖池的經(jīng)向變化分別受暖池南、北界所在海域的緯向風(fēng)、緯向流和凈熱通量的共同影響,而暖池的垂向變化則是由緯向風(fēng)、緯向流、垂向流和凈熱通量所調(diào)制。模式結(jié)果表明,暖池的緯向變化主要受緯向風(fēng)的影響,經(jīng)向變化主要受凈熱通量的影響,在垂向變化中,緯向風(fēng)的作用更大。2.提出了一個(gè)適用于基于月平均格點(diǎn)溫、鹽度資料計(jì)算暖池混合層和障礙層厚度的溫度閾值(ΔT=-0.4℃)。暖池混合層和障礙層厚度的季節(jié)變化比較一致,皆呈現(xiàn)春秋季厚、冬夏季薄的特點(diǎn),而深層厚度則有春秋季厚、夏季薄的季節(jié)變化。暖池混合層與障礙層溫度也有春秋季高、冬夏季低的季節(jié)特征,而深層溫度則有春季高、夏季低的特點(diǎn)。暖池混合層、障礙層和深層鹽度都有冬季高、夏季低的季節(jié)變化。統(tǒng)計(jì)分析表明,海面風(fēng)、sec和北赤道逆流(necc)都是影響暖池混合層和障礙層厚度季節(jié)變化的主要?jiǎng)恿σ蛩?而凈熱通量和降水則是其熱力因素;necc、sec和凈熱通量對(duì)混合層和障礙層溫度的季節(jié)變化都有較重要的影響;深層厚度和溫度的季節(jié)變化主要受sec的調(diào)制;三層鹽度的季節(jié)變化可能與經(jīng)向副熱帶環(huán)流(stc)有關(guān)。3.暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)厚度(即混合層、障礙層和深層厚度)場(chǎng)主要是由變化周期(2?5a)相近、空間結(jié)構(gòu)不同的兩個(gè)模態(tài)構(gòu)成的。其中,第一模態(tài)揭示了各層厚度的同位相年際振蕩特征,而第二模態(tài)則反映了各層厚度在緯向上的反位相年際振蕩。暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)溫度距平場(chǎng)第一模態(tài)揭示了暖池中東部三層溫度都有顯著的年際變化(2~4a)和長(zhǎng)期變化趨勢(shì),并在1985年前后經(jīng)歷了一次氣候躍變,而第二模態(tài)則基本反映了暖池西部三層溫度皆存在著明顯的年際變化(4~6a)和長(zhǎng)期變化趨勢(shì),并在1995年前后經(jīng)歷了一次氣候躍變。暖池?zé)猁}結(jié)構(gòu)鹽度距平場(chǎng)第一模態(tài)主要反映了暖池中部各層鹽度都有2~4a的年際變化和準(zhǔn)10a的年代際變化,并在1977年前后經(jīng)歷了一次氣候躍變(深層鹽度場(chǎng)還在1999年前后經(jīng)歷了一次氣候躍變),而第二模態(tài)則主要反映了暖池西北部各層鹽度都存在著2~5a的年際變化(深層鹽度場(chǎng)還存在著12a的年代際變化),并在1985年前后發(fā)生了一次氣候躍變。4.雖然暖池各層厚度場(chǎng)主要模態(tài)的年際變化周期較為一致,但其年際變異機(jī)理卻有所不同�；旌蠈雍穸葓�(chǎng)第一模態(tài)的年際變化主要受緯向風(fēng)、sec、凈熱通量和降水的共同影響,而第二模態(tài)則主要由暖池西北部的緯向風(fēng)和sec所調(diào)制。障礙層厚度場(chǎng)第一模態(tài)的年際變化機(jī)制比較復(fù)雜,存在著明顯的區(qū)域性:在赤道以南海域,該模態(tài)主要由緯向風(fēng)、sec和降水所控制,而在赤道以北則主要受sec和necc的共同影響;第二模態(tài)的年際變化機(jī)制也有明顯的區(qū)域性差異:在暖池西北部,該模態(tài)主要受緯向風(fēng)的影響,而在東南部則主要與降水有關(guān)。深層厚度場(chǎng)第一模態(tài)的年際變化主要受sec的影響,而第二模態(tài)則主要與euc有關(guān)。暖池混合層和障礙層溫度場(chǎng)第一模態(tài)的年際變化主要是由緯向風(fēng)、sec和凈熱通量共同引起的,第二模態(tài)則主要受緯向風(fēng)和sec的影響,而暖池深層溫度場(chǎng)第一、二模態(tài)的年際變化則是由sec和euc共同導(dǎo)致的,特別在躍變后euc的作用更大。暖池混合層和障礙層鹽度場(chǎng)第一模態(tài)的年際變化主要是受緯向風(fēng)、sec和降水的共同影響,特別在躍變后局地降水的作用更大,而其第二模態(tài)則主要受緯向風(fēng)、NECC、SEC和降水所控制。暖池深層鹽度場(chǎng)主要模態(tài)的年際變化主要受SEC和E UC調(diào)制,但在躍變后SEC的作用減弱,而EUC的作用則增強(qiáng)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P731.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1277024