海洋对大气风应力强迫响应的数值模拟及其与El Nio的关系

本文设计了一个一层的等效非线性浅水模式,用此模式进行了有关海洋对表面风应力强迫的试验,并用于解释El Nino的形成过程。结果表明,当西太平洋东部的偏东风突然减弱,并转变为偏西风时,能引起太平洋东部海面高度及温度的升高。该非线性浅水模式及相应的线性浅水模式都较成功地模拟了中东太平洋大范围增暖的这类广义El Nino事件。试验结果还表明,东部海域海面高度的升高及增暖强度与西部海域西风的强度、持续时间和扩展的范围有关,即海域西部西风愈强、持续时间愈久、扩大范围愈大,产生的El Nino就愈强。并对用线性模式得到的结果同用非线性模式的结果进行比较,结果表明非线性平流项能影响波的传播速度,使得逆基本气流传播的波的传播速度减慢,而非线性平流项对形成El Nino这种行星尺度的超低频事件所起的作用可能不大。     

热带太平洋表面水中CO2对El Niño事件响应的数值模拟

文中用一个带生物泵的三维全球海洋碳循环模式模拟了热带太平洋表面水中CO2总量(TCO2)在ElNi     

风应力对热带斜压海洋的强迫

利用一个线性的具有不同密度、温度的热带海洋两层模式,分析了热带西太平洋对纬圈风应力的响应.解析地求得热带西太平洋温跃层厚度、洋流及海温分布.结果表明次表层温度变化明显要比表层海温变化大,同时在大洋西部次表层发展起来的扰动向东传播能引起海温分布形态的异常.理论结果支持观测己表明的热带西太平洋物理量的变异在ElNino/La Nina事件中起着重要作用的事实.     

东亚季风El Niño与中国松辽平原夏季低温关系初探

分析了１９５１～１９９５年东亚夏季风、ＥｌＮｉｎｏ与中国松辽平原的代表站长春站夏季农作物生长期（５～９月）气温关系,结果表明：２０世纪５０～７０年代,东亚夏季风偏弱,ＥｌＮｉｎｏ增温始于上半年,长春夏季多气温偏低或有低温冷害发生;１９８０～１９９５年,东亚夏季风偏强,即使ＥｌＮｉｎｏ增温始于上半年,当年长春夏季气温多为稍高到偏高,次年夏季气温稍低,但不致出现偏低和低温冷害。初步分析了典型ＥｌＮｉｎｏ年ＯＬＲ季内振荡特征,研究了ＥｌＮｉｎｏ,ＯＬＲ季内振荡、东亚夏季和冬季风对松辽平原夏季低温影响的某些成因。     

El Niño期间移动性海温场与大气环流相互关系的复奇异值分解

利用 1 982～ 1 983年北太平洋海温场、OLR场、TBB场和 50 0 h Pa高度场的月均资料及复奇异值分解方法 ( CSVD)初步研究了移动性海温场与大气环流的相互关系 ,结果表明 :( 1 )在1 982～ 1 983年 ,海温变化有很大的空间尺度 ,但各海区海温振荡的变化方向及变化程度存在差异 ,赤道中太平洋有持续的增暖过程 ,并有东传趋势 ,赤道太平洋地区存在海温场传播的“源”和“汇”;( 2 ) OLR场和 TBB场在低纬地区与 SST场有密切联系 ,对流的加强基本和海温增暖变化相一致 ,热带对流活动在海气相互作用中有重要影响 ,但 OLR场和 TBB场所表现的振荡特征、移动特征和“源”“汇”特征是有差异的 ;( 3) 50 0 h Pa高度场的振幅和位相空间场中 ,振幅分布和位相梯度的指向说明了副热带高压南北进退的重要影响 ;( 4 )由奇异值的大小揭示的海气相互关系中 ,高度场与海温场的关系比 OL R场、TBB场与海温场的关系更紧密 ;( 5)在研究两个移动场的相互关系中 ,CSVD分解方法具有很强的特征浓缩性 ,具有诊断提取要素场中强信号及优势信号的能力 ,这说明 CSVD方法值得推广。     

El Niño 事件对不同区域风场异常影响的差异

利用NMC850hPa月平均风场资料,对赤道太平洋-印度洋区域、热带两大洋过渡区域、东亚-西太平洋区域环流异常受El Niño茄事件影响程度作了估计。结果显示,3个区域环流异常受El Niño事件影响差异明显,从而揭示出某些区域环流异常成因的多元性。     

CMIP5多模式模拟两类El Niño海表盐度分布及与降水的关系

利用CMIP5提供的25个工业革命前控制试验（piControl）模拟数据评估了热带太平洋两类El Ni?o（即东部EP和中部CP型El Ni?o）的海表盐度（SSS）空间结构差异及其与海表温度（SST）和降水的关系。结果表明:（1）大部分模式能够模拟出EP和CP型空间结构,两类El Ni?o中的SST、降水和SSS的空间技巧评分依次减小,其中,EP型SST和降水水平分布的模拟能力强于CP型,SSS则为CP型强于EP型,CP型模拟的SST、SSS和降水异常中心位置较EP型偏西且强度偏弱;（2）CP型SST、降水和SSS三者空间分布的线性一致性比EP型好,即在CP型中,SST影响降水,进而影响SSS,同时SSS对SST调制的反馈机制较显著,而对于EP型,由于海洋水平平流和非局地效应等因素,使得SST与SSS空间对应较差;（3）依据多模式模拟的SSS空间技巧评分高低将CMIP5模式分为两类,技巧评分低（高）的模式模拟的SST、SSS和降水异常值的中心位置偏西（偏东）,引起中心位置偏移的原因与模式模拟赤道太平洋冷舌的位置有关,即赤道太平洋冷舌西伸显著,导致发生El Ni?o时SST异常变暖西伸显著,进而使得降水异常和SSS异常位置偏西。同时,技巧评分低的模式还易出现向东南延伸的负SSS异常,原因是双赤道辐合带的东南分支过于明显,即降水偏多,导致SSS偏淡。SSS变化会影响ENSO的发生发展。因此,探讨两类El Ni?o盐度分布的差异及相关物理场的关系,为提高模式的气候模拟和预测提供有益的借鉴。     

CMIP5模式中El Niño-EAWM关系的模拟对东亚冬季风模拟的影响

本文利用统计学的方法,评估了17个参加第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)的海气耦合模式对东亚冬季风(EAWM)年际变化的模拟。结果表明:多数模式对东亚冬季风的年际变化有一定的模拟能力,其中对东亚大槽年际变化的模拟最好;模式对东亚冬季主要系统的年际变化在空间上的模拟好于强度,对强度的模拟以偏弱为主;通过综合评估得到模拟能力好的模式有:bcc-csm1-1,CCSM4,HadCM3,NorESM1-M。针对模式间对冬季风年际变化模拟能力差别较大的现象,选取了4个模拟能力最好的模式和5个最差的进行讨论;通过评估El Ni?o对东亚冬季环流的影响,发现模式对El Ni?o与EAWM之间相互关系(El Ni?o-EAWM)的模拟能力是模式间对冬季风年际变化模拟偏差较大的原因之一,即对El Ni?o-EAWM模拟好的模式对东亚冬季风年际变化的模拟也好。     

两类El Niño事件对我国西南地区冬季降水的影响

采用1960~2014年西南地区93个站的逐月降水资料以及NCEP/NCAR再分析月平均资料,分析了东部型El Ni?o（EP El Ni?o）和中部型El Ni?o（CP El Ni?o）对我国西南地区冬季降水的不同影响。结果表明,EP ElNi?o年冬季和CP El Ni?o事件中1994/1995年、2002/2003年冬季,我国西南地区受异常偏东风影响,获得来自孟加拉湾和南海的水汽供应。同时,西南地区存在明显的幅合上升运动,上升运动异常增强,对流加强,导致西南地区冬季降水偏多;而CP El Ni?o事件中1968/1969年、1977/1978年,2004/2005年、2009/2010年冬季,我国西南地区受异常西北风影响,来自孟加拉湾和南海的水汽减少。同时,西南地区存在明显的幅散下沉运动,上升运动异常减弱,对流减弱,导致西南地区冬季降水偏少。     

El Niño－La Niña循环的海－气耦合机制研究

利用１９５０—１９８７年２°×２°格点综合海－气资料（ＣＯＡＤＳ）,计算了赤道太平洋洋面（５°Ｓ—３°Ｎ）上逐月平均海温、气压、纬向风、比湿、云以及热量收支各分量的平均值和距平值,分析这些量的演变特征,得出：ＥｌＮｉｎｏ过程中,赤道太平洋洋面上气压梯度减小,东风减弱;赤道中、东太平洋洋面上空气中水汽和云量增加,洋面射入太阳辐射和有效长波辐射减少,感热和潜热交换加强,洋面净获得（损失）热量减少（增加）;ＬａＮｉｎａ过程中,情形相反。最后概括了ＥｌＮｉｎｏ－ＬａＮｉｎａ循环的两种海－气耦合反馈机制。