全球海-气耦合大气环流模式中厄尔尼诺-南方涛动的季节循环作用

近来计算机功能和气候模拟能力的进步,为一些模拟小组提供了进行全球海-气耦合气候模式长期积分的可能,为研究在南方涛动和厄尔尼诺现象形成过程中有重要意义的耦合过程创造了条件。本文给出了美国大气研究中心(NCAR)的耦合模式,该模式由全球大气环流谱模式(分辨率为R15)与经纬度间隔为5度的4层全球海洋大环流模式耦合而成。尽管该模式网格较粗糙,但在该耦合模式中具有南方涛动型年变率的固有特征。南方涛动周期的奥秘之一就是它如何使热带太平洋海表温度(SST)由冷变暖而又在春季(北半球)恢复正常。NCAR的耦合模式表明,东太平洋季平均环流的调整导致了该地区冷暖事件的爆发和消亡。该模式的作用机制包括海平面气压(SLP)、海表温度、海表凤应力、海水上翻及对流降水的耦合季距平,这些耦合距平是由于东太平洋海陆差别造成的,与北半球冬季南美海平面气压场(SLP)季节性低压的发展及其(在北半球春季)随太阳作用向西北方向季节循环的移动有关。随着时间的推移,这些距平区出现在热带太平洋最西部并同全球范围的距平分布相联系,它在某些方面类似于所观测到的冷暖事件——南方涛动的两个极值。实测的长期平均季循环中也存在类似的耦合过程组,而且东赤道太平洋的年际变化事件被证明是相似于耦合模式实测值的平均季节循环的调整。降低本模式的耦合程度(通过减弱大气风应力作用的强度)会减少季节的和年际距平特征。如果本模式不考虑太阳作用的季节变化,则会改变冷暖事件的性质和正常的演变规律。由于本模式未能模拟西太平洋的任何实测现象,所以它所模拟的大概只涉及厄尔尼诺-南方涛动几种可能的机制之一。