大洋环流和海气相互作用的数值模拟讲义 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024
发表于2024-11-21
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评分El Niño-Southern Oscillation(ENSO)是赤道太平洋地区乃至全球范围内最显著海气相互作用现象之一。自Bjerkness(1969)的工作以来,人们对 ENSO的认识不断加深(参见Anderson et al., 1998)。ENSO循环中冷暖位相转换是研究和预报ENSO事件过程中很重要的一个课题,在这方面前人已经做过大量工作,提出了许多理论和概念模型,如 Shopf等(1988)和Battisti等(1989)的延迟振荡子理论,Jin(1997)的Discharge−Recharge振荡子, Weisberg(1997)等的西太平洋振荡子理论,Picaut等人(1996)的advective-reflecive振荡子理论等。尽管这些假设和理论的侧重点各有不同,但是大多数都认为西太平洋的热含量变化是ENSO事件的前兆,整个ENSO循环是热带太平洋上层海洋热量和质量重新分布以及海气相互作用的产物。数值模拟一直是研究ENSO物理机制的重要手段之一,特别是完全海气耦合模式CGCM能够更真实地反映海气相互作用中的各种物理过程,因而近年来在ENSO的模拟和预测研究中得到了越来越广泛的应用。从二十世纪八十年代末期以来,耦合模式模拟ENSO的能力不断提高,到目前为止海气耦合模式已经能在许多方面相当真实地再现ENSO循环的基本特征。 El Niño一词来自西班牙语,最初是指在东太平洋秘鲁沿岸每隔几年出现的海表温度异常增暖现象,后来Bjerknes(1969)发现El Niño现象与南方涛动(Southern Oscillation)密切相关,即El Niño事件对应着南方涛动的负位相;La Niña(也有人称之为反El Niño事件)对应着南方涛动正位相。因此Bjerknes将上述两个词合起来构成一个新词ENSO,表示从El Niño事件到La Niña事件再到El Niño事件的整个循环过程。 现在人们已经认识到ENSO事件是热带海洋−大气相互作用的结果,并能够通过遥相关型(例如太平洋−北美(PNA)遥相关型)对全球气候异常产生显著影响。在ENSO事件的暖位相,赤道中东太平洋海表温度异常增暖,东西太平洋海表温度梯度明显减弱,同时赤道上信风减弱。实际上大气和海洋环流的异常还不仅表现在表层,在海洋次表层和大气对流层中上层也可以看到显著的异常信号。例如,在赤道上大气Walker环流的上升支由印尼海域东移到赤道中太平洋的上空,并且在赤道中东太平洋出现异常多的降水,在200hPa高空西风也同时减弱。同赤道信风减弱的事实联系起来看,这意味着赤道太平洋 Walker环流减弱。在海洋次表层,赤道西太平洋温跃层变浅,东太平洋温跃层加深,使得东西太平洋温跃层梯度减小,同时海表面高度也在降低;但赤道地区平均温跃层深度比气候平均值浅,赤道太平洋的海洋上层热含量降低,同时赤道潜流的强度也减弱。在ENSO 事件的冷位相(即La Niña位相),赤道中东太平洋海表温度异常偏低,东西太平洋海表温度梯度明显加强,同时赤道上海洋表面信风也显著增强,200hPa西风也明显加强。与此同时,在赤道上大气Walker环流的上升支向西移,并且强度增加。在海洋次表层,赤道东太平洋温跃层变浅,西太平洋温跃层加深,东西太平洋温跃层梯度加大。
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评分El Niño-Southern Oscillation(ENSO)是赤道太平洋地区乃至全球范围内最显著海气相互作用现象之一。自Bjerkness(1969)的工作以来,人们对 ENSO的认识不断加深(参见Anderson et al., 1998)。ENSO循环中冷暖位相转换是研究和预报ENSO事件过程中很重要的一个课题,在这方面前人已经做过大量工作,提出了许多理论和概念模型,如 Shopf等(1988)和Battisti等(1989)的延迟振荡子理论,Jin(1997)的Discharge−Recharge振荡子, Weisberg(1997)等的西太平洋振荡子理论,Picaut等人(1996)的advective-reflecive振荡子理论等。尽管这些假设和理论的侧重点各有不同,但是大多数都认为西太平洋的热含量变化是ENSO事件的前兆,整个ENSO循环是热带太平洋上层海洋热量和质量重新分布以及海气相互作用的产物。数值模拟一直是研究ENSO物理机制的重要手段之一,特别是完全海气耦合模式CGCM能够更真实地反映海气相互作用中的各种物理过程,因而近年来在ENSO的模拟和预测研究中得到了越来越广泛的应用。从二十世纪八十年代末期以来,耦合模式模拟ENSO的能力不断提高,到目前为止海气耦合模式已经能在许多方面相当真实地再现ENSO循环的基本特征。 El Niño一词来自西班牙语,最初是指在东太平洋秘鲁沿岸每隔几年出现的海表温度异常增暖现象,后来Bjerknes(1969)发现El Niño现象与南方涛动(Southern Oscillation)密切相关,即El Niño事件对应着南方涛动的负位相;La Niña(也有人称之为反El Niño事件)对应着南方涛动正位相。因此Bjerknes将上述两个词合起来构成一个新词ENSO,表示从El Niño事件到La Niña事件再到El Niño事件的整个循环过程。 现在人们已经认识到ENSO事件是热带海洋−大气相互作用的结果,并能够通过遥相关型(例如太平洋−北美(PNA)遥相关型)对全球气候异常产生显著影响。在ENSO事件的暖位相,赤道中东太平洋海表温度异常增暖,东西太平洋海表温度梯度明显减弱,同时赤道上信风减弱。实际上大气和海洋环流的异常还不仅表现在表层,在海洋次表层和大气对流层中上层也可以看到显著的异常信号。例如,在赤道上大气Walker环流的上升支由印尼海域东移到赤道中太平洋的上空,并且在赤道中东太平洋出现异常多的降水,在200hPa高空西风也同时减弱。同赤道信风减弱的事实联系起来看,这意味着赤道太平洋 Walker环流减弱。在海洋次表层,赤道西太平洋温跃层变浅,东太平洋温跃层加深,使得东西太平洋温跃层梯度减小,同时海表面高度也在降低;但赤道地区平均温跃层深度比气候平均值浅,赤道太平洋的海洋上层热含量降低,同时赤道潜流的强度也减弱。在ENSO 事件的冷位相(即La Niña位相),赤道中东太平洋海表温度异常偏低,东西太平洋海表温度梯度明显加强,同时赤道上海洋表面信风也显著增强,200hPa西风也明显加强。与此同时,在赤道上大气Walker环流的上升支向西移,并且强度增加。在海洋次表层,赤道东太平洋温跃层变浅,西太平洋温跃层加深,东西太平洋温跃层梯度加大。
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