本文關(guān)鍵詞：熱帶太平洋上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的響應(yīng)

  更多相關(guān)文章： 臺(tái)風(fēng) 熱帶太平洋 Argo 海洋模式 海洋的響應(yīng)

【摘要】：認(rèn)識(shí)上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的局地響應(yīng)和海盆尺度響應(yīng)機(jī)制,有助于提高臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)水平并闡明臺(tái)風(fēng)在地球氣候系統(tǒng)中的作用。本文結(jié)合衛(wèi)星觀測(cè)資料、Argo剖面浮標(biāo)資料和一個(gè)大洋環(huán)流模式(OGCM)來(lái)研究熱帶太平洋上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的響應(yīng)特征,并進(jìn)一步討論在海洋響應(yīng)中起主要作用的物理過(guò)程。文中使用的OGCM是一個(gè)采用了復(fù)合混合方案的分層海洋模式。首先,我們研究了上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的局地響應(yīng)。臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)是使用局部加權(quán)回歸(Loess)方法,從6小時(shí)采樣頻率的多平臺(tái)交叉驗(yàn)證(CCMP)衛(wèi)星散射計(jì)觀測(cè)產(chǎn)品中提取獲得；提取到的臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)加上氣候平均態(tài)的風(fēng)場(chǎng)用于驅(qū)動(dòng)海洋模式,并通過(guò)比較有臺(tái)風(fēng)和無(wú)臺(tái)風(fēng)驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的響應(yīng)。以2008年5月生成并經(jīng)過(guò)熱帶西太平洋的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)威馬遜為個(gè)例,我們發(fā)現(xiàn)模式模擬得到的上層海洋的響應(yīng)與觀測(cè)結(jié)果比較一致,主要特征包括海洋混合層快速加深、海洋向大氣通過(guò)潛熱通量釋放熱量、臺(tái)風(fēng)中心區(qū)域生成強(qiáng)上升流,導(dǎo)致沿著臺(tái)風(fēng)路徑形成明顯且持續(xù)的海表冷尾跡。海表混合層的熱收支分析表明,垂直湍流混合與上升流是造成海表降溫的主要原因,而海表熱通量的作用也不可忽略。更有意思的是,在混合與上升流的共同作用下,上層海洋的溫度異常呈現(xiàn)復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)特征。其次,我們分析了熱帶太平洋上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的海盆尺度響應(yīng)。臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)選自2008年發(fā)生在西太平洋赤道外區(qū)域(緯度高于10°N/S)的所有熱帶氣旋；這些從衛(wèi)星產(chǎn)品中用Loess方法提取的臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)被加到氣候態(tài)風(fēng)場(chǎng)上來(lái)重復(fù)驅(qū)動(dòng)海洋模式,并通過(guò)與僅有氣候態(tài)風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)比較,獲得熱帶太平洋對(duì)熱帶氣旋響應(yīng)的氣候態(tài)特征。結(jié)果表明,在西太平洋熱帶氣旋的作用下,不僅在氣旋活躍區(qū)域出現(xiàn)顯著而持續(xù)的局地響應(yīng),而且伴隨這些響應(yīng)的溫度異�？梢噪S著熱帶太平洋的海洋環(huán)流系統(tǒng)在海盆尺度上傳播。特別是在遠(yuǎn)離臺(tái)風(fēng)源區(qū)的赤道東太平洋區(qū)域,出現(xiàn)海表溫度降低而溫躍層溫度升高的現(xiàn)象。熱收支分析表明垂向混合增強(qiáng)是導(dǎo)致海表降溫的主要原因。也就是說(shuō),由于西太平洋臺(tái)風(fēng)對(duì)上層海洋熱結(jié)構(gòu)的影響,由赤道潛流從西太平洋帶到東太平洋的海水具有較弱的層化,導(dǎo)致垂向混合增強(qiáng)。本研究有兩個(gè)主要的創(chuàng)新點(diǎn)。第一,我們發(fā)現(xiàn)上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的局地響應(yīng)呈現(xiàn)四層的熱異常結(jié)構(gòu),包括表層降溫、次表層增溫,以及另一對(duì)溫躍層中的降溫、增溫層。這種結(jié)構(gòu)來(lái)自臺(tái)風(fēng)的混合和抽吸作用的共同影響,說(shuō)明上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的響應(yīng)遠(yuǎn)比以前想象的復(fù)雜。第二,我們發(fā)現(xiàn)西太平洋臺(tái)風(fēng)的作用會(huì)導(dǎo)致赤道東太平洋變冷,這和以前研究給出的臺(tái)風(fēng)引起赤道東太平洋增暖的結(jié)果截然相反。我們的實(shí)驗(yàn)與前人最大的不同是我們使用了實(shí)際的臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng),而他們只是在模式中人為加入了臺(tái)風(fēng)混合效應(yīng)的參數(shù)化。這些發(fā)現(xiàn)表明,目前被學(xué)術(shù)界廣泛接受的“熱泵”理論過(guò)度簡(jiǎn)化了臺(tái)風(fēng)對(duì)海洋的作用,我們必須重新審視基于這一理論估算的臺(tái)風(fēng)對(duì)大洋環(huán)流和熱輸運(yùn)的影響。
【關(guān)鍵詞】：臺(tái)風(fēng) 熱帶太平洋 Argo 海洋模式 海洋的響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P732
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 研究背景10-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的局地響應(yīng)13-16
• 1.2.2 上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的海盆尺度響應(yīng)16-21
• 1.3 本文學(xué)術(shù)構(gòu)想和內(nèi)容安排21-24
• 2 觀測(cè)數(shù)據(jù)及數(shù)值模式24-37
• 2.1 觀測(cè)數(shù)據(jù)24-30
• 2.1.1 熱帶氣旋的最佳路徑24-25
• 2.1.2 海面風(fēng)場(chǎng)25-27
• 2.1.3 海表溫度27-28
• 2.1.4 Argo觀測(cè)28-30
• 2.2 數(shù)值模式30-37
• 2.2.1 Gent-Cane約化重力模式30-32
• 2.2.2 差分方案32-34
• 2.2.3 復(fù)合混合參數(shù)化模型34-37
• 3 上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的局地響應(yīng)37-74
• 3.1 Loess濾波方法提取臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)41-44
• 3.2 數(shù)值模式及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)44-51
• 3.3 上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)威馬遜(2008)的局地響應(yīng)特征51-59
• 3.3.1 海表溫度的響應(yīng)52-56
• 3.3.2 上層海洋垂向溫度的響應(yīng)56-58
• 3.3.3 混合層深度的響應(yīng)58-59
• 3.4 上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)威馬遜(2008)響應(yīng)的物理機(jī)制59-69
• 3.4.1 海表面的熱通量60-61
• 3.4.2 混合層內(nèi)的熱收支分析61-63
• 3.4.3 影響上層海洋對(duì)臺(tái)風(fēng)響應(yīng)的物理過(guò)程63-69
• 3.5 敏感性實(shí)驗(yàn)69-72
• 3.6 本章小結(jié)72-74
• 4 熱帶太平洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的海盆尺度響應(yīng)74-102
• 4.1 數(shù)值模式及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)75-80
• 4.2 熱帶太平洋對(duì)臺(tái)風(fēng)的海盆尺度響應(yīng)特征80-89
• 4.2.1 海盆尺度上年平均響應(yīng)特征80-84
• 4.2.2 海洋響應(yīng)的季節(jié)變化84-87
• 4.2.3 響應(yīng)的垂直結(jié)構(gòu)87-89
• 4.3 響應(yīng)的物理機(jī)制89-97
• 4.3.1 混合層內(nèi)的熱收支分析89-94
• 4.3.2 引起遙響應(yīng)的主要海洋過(guò)程94-97
• 4.4 敏感性實(shí)驗(yàn)97-101
• 4.5 本章小結(jié)101-102
• 5 總結(jié)與討論102-108
• 5.1 結(jié)論102-105
• 5.2 討論及工作展望105-108
• 參考文獻(xiàn)108-118
• 致謝118-120
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文120

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3 盧Y，

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