北太平洋低纬度西边界流(NMK)的时空特征

利用高分辨率的长时间序列海洋模式资料OFES(OGCM for the Earth Simulator),对北太平洋低纬度西边界流的时空分布特征及其与.ENSO循环的联系进行了初步分析.结果表明:北太平洋低纬度西边界流具有明显的季节和年际变化特征.在季节尺度上,整个NMK系统都表现为春强秋弱,而在年际尺度上,NEC和K...     

ENSO循环相联系的北太平洋低纬度异常西边界流

用SODA海洋同化和NCEP大气再分析资料,分析了热带太平洋次表层海温异常主要模态与北太平洋低纬度西边界流海域上层海洋环流和亚洲-北太平洋地区大气垂直和水平流场变化之间的关系,得到以下结果:（1） 在热带太平洋海洋次表层ENSO事件具有两种模态,二者组合构成ENSO循环。第一模态为ENSO成熟期,主要出现在冬季,第二模态为ENSO过渡期,主要出现夏季。（2） ENSO循环对北太平洋低纬度西边界流区上层海洋环流有重要影响。在El Niño发展期或La Niña 衰退期,该区出现气旋性异常环流,北赤道流（NEC）加强,NEC分叉位置北移,棉兰老海流（MC）加大,菲律宾以东黑潮（KC）减小,北赤道逆流（NECC）最强。在El Niño（La Niña）成熟期,该区气旋性（反气旋性）异常环流达最强,NEC最强（最弱）,NEC分叉位置最北（最南）,MC最大（最小）,KC最小（最大）,NECC减弱（加强）。在El Niño衰退期或La Niña发展期与El Niño发展期相反,该区出现反气旋性异常环流,由此导致相应流系异常发生反位相变化。（3） ENSO循环对北太平洋低纬度西边界流海域上层海洋环流的影响是通过ENSO事件期间热带太平洋热力状况异常改变上空大气环流来实现的。ENSO事件首先造成热带太平洋海洋热力状况异常,导致其上空对流活动异常,后者直接或间接通过“大气桥”能量传输引起相关地区大气环流场的变化,致使海面风应力场异常,进而强迫上层海洋环流场的相应变化。文章最后还分析了ENSO事件期间菲律宾附近异常反气旋或异常气旋性风场的产生和持续原因,讨论了北太平洋低纬度西边界流海域海气相互作用在ENSO循环中的贡献。     

日本深层海水环流研究进展（续）

1987～1990年日本实施了一项为期4年的西北太平洋深层海水环流研究计划,其有关情况已在文献[1]中作了介绍。目前该项研究已进入收尾阶段。本文主要介绍迄今所取得的成果。 一、深层海水环流 1.北太平洋主体西侧深层边界流 在综合这次研究所获实测资料的基础上,得到北太平洋主体西测深层边界环流图(图1)。该图证实了文献[1]中图2所示的假设图,特别是证实了西侧边界流的存在。     

赤道行星波对西赤道太平洋暖池热传播的作用

利用热带海洋和全球大气试验(TOGA)期间(1980～1996年)热带大气海洋观测阵(TAO)的长期浮标资料,分析了赤道行星波对西赤道太平洋暖池热传播的作用。结果表明,西赤道太平洋暖池纬向热传播主要出现在次表层水体中,并沿温跃层向东传播;而向西传播的季节热结构变化主要出现在中、西赤道太平洋的混合层中;驻波型传播在西赤道太平洋主要出现于温跃层,在中赤道太平洋主要出现于混合层和温跃层,在东赤道太平洋主要出现于混合层。在平均条件下,赤道太平洋上层水温纬向热传播信号以驻波型和东传型较强,西传型较弱。赤道Kelvin波压力分量贯穿西、东赤道太平洋并向东输送暖池热能,纬向流分量的热输送主要出现在西赤道太平洋;Rossby波压力分量的热输送主要出现在东、中赤道太平洋;混合Rossby重力波激发纬向流的热输送作用比相应温跃层扰动强。在平均条件下,赤道太平洋上层水温的驻波型变化制约了西赤道太平洋暖池热量的持续向东输送,因此形成了赤道太平洋水温的正常季节变化形态。当水温的驻波型变化减弱而东传型变化加强时,随后将形成厄尔尼诺现象。     

北太平洋西边界流的低频变化特征

基于日本气象厅长时间序列的温、盐度再分析资料,利用动力计算方法分析了北太平洋西边界的北赤道流及其下游黑潮和棉兰老流流量的年际和年代际变化,并探讨了北赤道流变化的可能原因。结果表明,北赤道流和黑潮具有比较一致的年际和年代际变化,均在1976年前后发生了一次气候跃变,之后有长期偏强的趋势,而棉兰老流的年际和年代际变化则有所不同。特别是,北赤道流1976年之后增加的流量似乎大多进入黑潮,而流入棉兰老流的流量则减少。进一步的分析还表明,西传的Rossby波和棉兰老冷涡的变动可能对北赤道流的年际变化有重要影响。     

西北太平洋地转流诊断

本文以温盐剖面数据为基础，应用σ坐标下地转流方程诊断分析了西北太平洋上层旬平均流。结果表明，西边界流等强流系的诊断结果虽然强度偏弱，但流径和季节变化规律与观测事实大致相符。弱流区的诊断结果往往被噪音污染。     

菲律宾海的声速剖面结构特征及季节性变化

应用Argo资料研究了菲律宾海的声速剖面结构特征。通过统计分析选取了合理的跃层标准，分析了主跃层、季节性跃层和表面正梯度层的区域性分布及季节性变化。结果表明，菲律宾海主要受赤道流系和北太平洋西边界流系的支配，其环流结构和水团配置对声场结构影响很大；主跃层的经向差异显著，但季节性变化较小，其平均位置由南向北逐渐加深，强度逐渐减弱；季节性跃层的分布及变化主要受混合层的季节性变化以及北部海区冬季温跃层通风过程的影响，夏季较强较厚，冬季较弱较薄；深海声道轴季节性变化较小，南极中层水和北太平洋中层水的温盐差异是其经向分布差异的主要原因。综合考虑海区声速结构区域性和季节性特征，将其归纳为6种典型结构，得出了各类声速剖面的模态特征及垂直结构参数的统计特征值。     

黑潮环流的数值模拟

黑潮是太平洋一支强的西边界流,具有高温、高盐、流幅窄、流速高、流量大的特征,主要来源于北赤道洋流,把大量热量从低纬输送到高纬,它的季节和年际变化都会对气候产生重大影响,对我国近海的温盐分布及环流的影响起到至关重要的作用.     

东亚海上温带气旋发生的季节变化研究

一、引言北太平洋西边界流域附近,是世界上最有趣的海气相互作用区域之一。在行星尺度风应力作用下产生了西边界流,而在西边界流域上空副天气尺度低压附近,发生着各种中尺度和湍流尺度的大气和海洋现象,大的海气热量、水汽、动量通量交换、大量云的     

逃逸构造和阿拉斯加的挤出：过去、现在和将来

大部分北太平洋边缘带是以侧向压缩地壳“侧向压缩流或称为造山流-译者注orogenicstream”为特征的。边缘带块体沿着西加拿大和阿拉斯加中部的大规模弯曲走滑断层向阿留申群岛-白令海俯冲带移动。在阿拉斯加链西部，整个中生代期间（可能更长）北太平洋边缘造山流发生构造逃逸。在移动过程中，相关的刚性块体发生古地磁旋转，雁列式断层边界通过这个系统从初始位置朝阿留申群岛一白令海俯冲带的自由边界移动。北太平洋边缘造山流模式含经典的地体构造，并为北美西部离散板块边界的移动提供了构造格架模式。     

An extended variable-grid global ocean circulation model and its preliminary results of the equatorial Pacific circulation

1IntroductionThetropicalPacificOceanplaysanimpor-tantroleintheclimatevariabilitiessuchasElNi-no-SouthernOscillation(ENSO)phenomenon(Chao,1993).ManystudieshavefoundthatthetropicalPacificvariabilitiescanhavesignifi-cantinfluenceontheoceancirculationintheseasadjacenttoChina(Yu,1985;Chaoetal.,1996;Wangetal.,2002).TheseaareaadjacenttoChinaischaracterizedbyitscomplextopog-raphyandnumerousnarrowstraits,andthusre-quiresafinegridtoresolve.Tostudytheinter-actionbetweenthetropicalPacificandChinas…     

一个高分辨率太平洋-印度洋海盆环流模式的初步结果

利用LASG/IAP发展的一个0.25°×0.25°高分辨率太平洋-印度洋海盆环流模式，初步分析了模式在太平洋区域的模拟结果，并与海洋同化资料以及前人的研究结果作比较，检验此模式对该区域平均气候态、年际变化的模拟能力。分析表明，模式较好地再现了海表温度（SST）分布、赤道温跃层和纬向流结构、赤道流系分布形态、海表高度以及正压流函数空间分布特征；同时，对显著的El Ni?o和La Ni?a事件的模拟等方面与Simple Ocean Data Assimilation（SODA）2.0.2版本结果相近。此外，模式模拟北赤道流（NEC）分叉点位置的季节和年际变化以及吕宋海峡流量的年际变化与已有研究结果基本一致。进一步分析还发现，在年际尺度上，NEC分叉点位置和吕宋海峡流量与ENSO密切相关。     

Decadal variations of the transport and bifurcation of the Pacific North Equatorial Current

Decadal variations of the transport and bifurcation latitude of the North Equatorial Current (NEC) in the northwestern tropical Pacific Ocean over 1959–2011 are investigated using outputs of the Ocean Analysis/Reanalysis System 3 prepared by the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. The results indicate that the NEC transports at different longitudes have different decadal fluctuations, which are strongest around 139°E. The NEC bifurcation latitude (NBL) has its largest decadal variations around 150 m. Extremes of the decadal NEC transport and NBL before 1975 correspond to different circulation anomalies from those after 1975. The regression map against decadal NBL exhibits negative sea surface height (SSH) anomalies and a cyclonic gyre anomaly over the northwestern tropical Pacific Ocean, while that against the decadal NEC transport exhibits a dipole structure, with positive/negative SSH anomalies to the north/south of about 13°N. Furthermore, decadal variations of the NEC transport and NBL over the whole period have different correlations with Pacific Decadal Oscillation (PDO) and Tropical Pacific Decadal Variability (TPDV). Generally, the decadal NEC transport shows higher correlations with PDO than with TPDV, while the NBL has higher correlations with TPDV than with PDO. The high correlation of decadal NEC transport with PDO mainly comes from that of its northern branch with PDO, while its southern branch shows higher correlation with TPDV.     

Low-frequency variability of the North Equatorial Current bifurcation in the past 40 years from SODA

The low-frequency variability of the North Equatorial Current (NEC) bifurcation during 1958 to 2001 was investigated with the Simple Ocean Data Assimilation (SODA) 2.0.2 dataset.In agreement with recent observations,the NEC bifurcation latitude (NBL) shifted northward as depth increases, from about 12.7°N near the surface to about 17.1°N at depths around 500 m for the annual average. This study reveals that the interannual variations of NBL,with five years period,mainly focused on the upper 500 m with amplitude increasing as depth increased.The NBL shifted southward in the past 40 years,which was more significant in the subsurface at more than -0.02°/a.The NBL manifests itself in the transports of NMK (NEC-Mindanao Current (MC)-Kuroshio) system in strong relationship with MC (0.7) and Kuroshio (-0.7).The EOF analysis of meridional velocity off the Philippine coast shows that the first mode,explaining 62% of variance and 5 years period,was highly correlated with the southward shift of NBL with coefficient at about 0.75.The southward shift of NBL consists with the weakening of MC and strengthening of Kuroshio,which exhibited linear trends at -0.24Sv/a and 0.11Sv/a.Both interannual variation and trend of NBL were closely related to the variation of NMK system.     

2015/2016年超强厄尔尼诺期间热带西太平洋海洋环流变化特征

本文利用HYCOM （Hybrid Coordinate Ocean Model）再分析数据对北赤道流（NEC）、棉兰老流（MC）以及黑潮（KC）所构成的NMK环流系统在2015/2016年超强厄尔尼诺事件期间的变化特征及其影响机制进行了研究，并与其他厄尔尼诺期间的变化特征进行了对比。结果表明，在2015/2016年超强厄尔尼诺事件期间，NEC和MC输运均显著增强，最大值分别达到66 Sv （1 Sv=10⁶ m³/s）和49.4 Sv，北赤道流分叉纬度最北可达16°N，KC输运没有明显增强。NMK环流系统的年际变化主要与此次厄尔尼诺事件期间热带西北太平洋15°N以南、160°E以西海域出现的气旋式环流异常有关。该环流异常出现自厄尔尼诺事件的前期阶段，并于爆发阶段达到顶峰，主要是由15°N以南区域出现的强西风异常所引起的。进一步分析表明，此次厄尔尼诺事件期间NEC、MC输运和NBL的平均值均大于1992— 2014年间所有厄尔尼诺事件的平均状况，但与1997/1998年超强厄尔尼诺事件期间的平均值相近。     

北太平洋冬季SST、风场及环流对淡水强迫的响应

通过海气耦合模式CCSM3(The Community Climate System Model version 3),研究在北大西洋高纬度淡水强迫下,北太平洋冬季的海表温度SST、风场及流场的响应及其区域性差异。结果表明:淡水的注入使北太平洋整体变冷,但有部分区域异常增暖;在太平洋东部赤道两侧,SST的变化出现北负南正的偶极子型分布。阿留申低压北移的同时中纬度西风减弱,热带附近东北信风增强。黑潮和南赤道流减弱,北太平洋副热带逆流和北赤道流增强,日本海被南向流控制。风场及流场的改变共同导致了北太平洋SST异常出现复杂的空间差异:北太平洋中高纬度SST的降温主要由大气过程决定,海洋动力过程主要影响黑潮、日本海及副热带逆流区域的SST,太平洋热带地区SST异常由大气与海洋共同主导。     

ENSO相联系的热带太平洋上层海洋异常环流

本文使用SODA(simple ocean data assimilation)海洋同化资料,系统分析了厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)循环中冷暖位相期间热带太平洋上层海洋环流的演变规律,探讨了形成海洋环流异常的新机制。结果表明,在厄尔尼诺成熟期,热带中东太平洋赤道潜流最弱,赤道两侧出现反气旋性环流异常;西太平洋赤道外热带海域出现气旋性环流异常,该区南、北赤道流、棉兰老流、黑潮、新几内亚沿岸潜流及南赤道逆流增强;北赤道逆流区出现异常气旋性环流串,北赤道逆流接近正常。在厄尔尼诺衰退期和拉尼娜发展期,热带中西太平洋赤道潜流达到极强,赤道两侧出现气旋性环流异常;西太平洋赤道外热带海域异常环流减弱,该处主要流场的强度减弱或处于正常状态;北赤道逆流区反转为异常西向流。结果表明, ENSO循环期间的上层海洋环流异常受到热带太平洋温跃层深度异常产生的压强梯度力异常调控,在赤道外热带海洋温跃层深度异常和科里奥利力共同作用产生大尺度海洋环流异常,而在赤道海域,海洋温跃层深度异常和Gill效应造成赤道潜流异常以及关于赤道对称的气旋或反气旋性环流异常。     

太平洋海温异常对南海西南季风建立早晚的影响——数值模拟研究

利用9层15波全球大气环流谱模式研究了太平洋海温异常对南海西南季风建立早晚的影响作用.结果表明:西-中太平洋海温异常数值试验结果最能反映出南海西南季风爆发早、晚年4～5月份大气环流的差异特征.数值试验结果显示:西太平洋海温正(负)异常可导致西太平洋副高减弱(加强);中太平洋海温正(负)异常主要使得中太平洋上空的洋中槽减弱(加深);东太平洋海温正(负)异常可造成东太平洋赤道两侧高层环流产生反气旋性(气旋性)变化,孟加拉湾-南海-西太平洋热带地区出现东风(西风)异常,西太副高加强(减弱).可见西太平洋海温异常和东太平洋海温异常都可以对副高强弱变化产生明显影响,从而对南海西南季风建立早晚产生影响,只不过西太平洋海温异常的影响作用更为显著.西太平洋正(负)海温异常与中太平洋负(正)海温异常经常是同时出现的,其激发出的与向东传的Kelvin波和向西传的行星波相联系的环流异常为南海季风建立早(晚)提供有利的条件,因而这一海温分布型是影响南海西南季风建立早晚的重要影响因子.     

Sea Surface Height Variability in the Indian Ocean from TOPEX/POSEIDON Altimetry and Model Simulations

Sea Surface Height (SSH) variability in the Indian Ocean during 1993-1995 is studied using TOPEX/POSEIDON (T/P) altimetry data. Strong interannual variability is seen in the surface circulation of the western Arabian Sea, especially in the Somali eddy structure. During the Southwest (SW) monsoon, a weak monsoon year is characterized by a single eddy system off Somalia, a strong or normal monsoon year by several energetic eddies. The Laccadive High (LH) and Laccadive Low (LL) systems off southwest India are observed in the altimetric SSH record. The variability of the East India Coastal Current (EICC), the western boundary current in the Bay of Bengal, is also detected. Evidence is found for the propagation of Kelvin and Rossby waves across the northern Indian Ocean; these are examined in the context of energy transfer to the western boundary currents, and associated eddies. A simple wind-driven isopycnal model having three active layers is implemented to simulate the seasonal changes of surface and subsurface circulation in the North Indian Ocean and to examine the response to different wind forcing. The wind forcing is derived from the ERS-1 scatterometer wind stress for the same period as the T/P altimeter data, enabling the model response in different (active/weak) monsoon conditions to be tested. The model output is derived in 10-day snapshots to match the time period of the T/P altimeter cycles. Complex Principal Component Analysis (CPCA) is applied to both altimetric and model SSH data. This confirms that long Rossby waves are excited by the remotely forced Kelvin waves off the southwest coast of India and contribute substantially to the variability of the seasonal circulation in the Arabian Sea.