春季热带东太平洋海气相互作用及其对ENSO演化及多样性的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 彭启华 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 王东晓,谢尚平 |
| 关键词 | 热带东太平洋，海气耦合，年际变化，ENSO演化，ENSO多样性 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 物理海洋学 |
| 其他题名 | Air-sea interaction over the tropical eastern Pacific Ocean in spring and its implications for ENSO evolution and diversity |
| 英文摘要 | 热带东太平洋一直是厄尔尼诺期间海表温度变化最敏感区，也是全球气候变化的核心区域，其包含了强烈的海气耦合过程。该区域的海气耦合过程不仅对区域内的气候有重要影响，而且还会通过大气遥相关等过程影响全球的气候，因此对该区域海气耦合过程及其影响的研究具有重要的意义。本文通过对大量观测资料的统计分析以及海洋和大气模式的数值模拟试验，系统地讨论了热带东太平洋春季的主要海气耦合模态及这当中所包含的物理过程，然后定量地讨论了其对ENSO演化及多样性的影响。主要结论如下：热带东太平洋春季主要存在着两个海气耦合模态：EEP模态（Eastern Equatorial Pacific mode）和EPID模态（Eastern Pacific ITCZ Dipole mode）。EEP模态主要表现为在赤道东太平洋区域出现降水带的正异常区域，且伴随着强烈的西风异常。这种耦合模态主要出现在极端厄尔尼诺事件的成熟期，在ENSO衰退期达到峰值，并且随着极端厄尔尼诺事件的消失而消亡。其形成过程如下：从极端厄尔尼诺成熟期开始，高SST异常值会使得赤道东太平洋附近SST超过对流阈值，从而驱动热带东太平洋生成深对流，导致西风异常的入侵。而西风异常可以通过减弱赤道区域的上升流等海洋过程使得热带东太平洋区域海温升高，进一步增强热带东太平洋深对流的强度，从而形成正反馈。我们还首次发现了一种新的海气耦合模态：EPID模态。这种模态主要表现为热带东太平洋赤道南北出现降水异常的偶极子分布，并且在赤道南部（北部）区域出现强的东南(西南)风异常。这种海气耦合模态主要从中等强度厄尔尼诺成熟期就开始发展，在ENSO衰退期达到峰值，最后随着ENSO的消失而消失。其生成机制如下：在中等强度厄尔尼诺的成熟期，SST正异常不足以驱动赤道区域的海温达到对流阈值，这时由于东太平洋赤道南北气候态SST强的不对称性，相较于赤道一阶对称的SST异常会驱动不对称的大气响应——深对流只在赤道以北的区域增强，这会导致热带东南（东北）太平洋区域出现强的东南风（西南风）异常，这些风场异常会通过海洋动力过程以及WES反馈来使得赤道以南SST衰减快，而赤道以北SST衰减慢，从而出现南北SSTA不对称的结构。而这种不对称的SSTA结构会进一步地增强风场异常，形成正反馈，最终导致EPID模态的生成。通过海洋模式我们进一步定量地讨论了这些模态对ENSO演化的影响。在极端厄尔尼诺事件期间，EEP模态得到了充分地发展。这时赤道东太平洋区域有很强的西风异常。这种西风异常会通过改变混合层的垂直平流项（-w'Tz， -wTz'）和水平平流项（-u'Tx, -v'Ty）来减缓极端厄尔尼诺事件的衰减速率，使得极端厄尔尼诺事件的暖海温异常能够持续到次年的6-8月。在中等强度厄尔尼诺事件的成熟期，由于SST不能达到对流阈值，这时EPID模态得到了充分的发展。这种情况下在热带东南（东北）太平洋区域出现强的东南（西南）风异常会驱动强的向南海流以及增强（减弱）赤道南部（北部）的上升流，然后主要通过改变-w'Tz和-v'Ty项以及风-蒸发-SST反馈（WES反馈）使得赤道南部SST衰减快而赤道北部SST衰减慢，SST异常呈现出强的南北不对称性，最终导致中等强度厄尔尼诺事件快速衰减。热带东太平洋区域的海气耦合过程对ENSO的多样性会有重要的影响。EEP模态导致的西风异常会使得热带东太平洋区域的SST增温，利于极端厄尔尼诺事件的发生。而EPID模态对应的风场异常会使得热带东太平洋海温降温达0.8℃，在这种模态的作用下ENSO更容易发展成为中等强度厄尔尼诺。有趣的是，我们还发现热带东太平洋局地的海气耦合过程（特别是EPID模态和沿岸区域的Bjerknes反馈）对秘鲁和厄瓜多尔沿岸区域出现的一种特殊的极端沿岸厄尔尼诺事件的生成和维持起到了关键作用，这为我们研究ENSO的多样性提供了新的视角。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18152]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（博士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 彭启华. 春季热带东太平洋海气相互作用及其对ENSO演化及多样性的影响[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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