基于卫星数据的海表温度异常与海面风场及中国气候的相关性分析
海表温度异常(sea surface temperature anomaly,SSTA)对海面风场的影响是海气相互作用的一个重要研究方面，它是将海洋系统以及大气系统作为统一整体来研究两者的相互作用并且观测海气耦合的变化对气候（例如，降雨、气温）的影响。海气相互作用研究对于监测海洋环境变化以及对人类生存环境的影响具有重要的实际意义。本文海气相互作用研究主要包括两个方面:一方面是厄加勒斯流、巴西-马尔维纳斯流、湾流、黑潮等中尺度现象显著存在区域，海表温度异常对海面风场的影响，另一方面是副热带偶极模态(subtropical dipole pattern，SDP)、厄尔尼诺3区的指数(EL Nino3 index，NINO3)、南方涛动指数(southernoscillation index，SOI)三因素的第一主成分分量F1对中国区域气候的影响。 利用AMSR-E海表温度卫星数据与QuikSCAT海面风场卫星数据，研究厄加勒斯流、巴西-马尔维纳斯流、湾流、黑潮区域的SSTA、理查德指数Ri、海面粗糙长度z/L对海面风场的影响。结果表明:SSTA、理查德指数Ri、海面粗糙长度z/L对海面风场异常（wind speed anomaly,WSA）的影响与SSTA＞0以及SSTA＜0有关。SSTA＞0时对海面风场影响较弱，SSTA＜0时，对海面风场影响较显著。温度异常梯度与风场散度、旋度也存在线性关系:温度异常梯度在平行风矢量方向的分量与风场散度相关，温度异常梯度在垂直风矢量方向的分量与风场旋度相关。SSTA对WSA的影响强度随着空间尺度不同而存在一定差异，其空间尺度从几百米到几千千米，因此温度异常对风速的影响特征在空间尺度上具有多样性。据此，使用同一时间段内的AMSR-E海表温度数据以及QuikSCAT海面风场数据研究SSTA与WSA的耦合关系随着空间尺度的变化特征。研究结果表明，SSTA对WSA的影响强度随着空间尺度的增大呈现先增大后减小的变化趋势。 SDP、NINO3、SOI是由于海表温度异常以及海气相互作用导致的现象，其对天气以及气候产生一定的影响。本文使用英国Hadley中心月平均海面温度数据，NCEP/NCAR海面气压数据以及中国区域站点降雨、气温资料，主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)统计方法研究SDP、NINO3、SOI第一主成分分量F1与中国区域1961-2013共53年逐月降雨、气温的站点数据的相关性。第一主成分分量F1与中国区域降雨、气温相关分布表明，主成分分量F1较好的表示了SDP、NINO3、SOI三个影响因素的主要特征，并且主成分分量对中国区域降雨、气温的影响具有不同的区域特征以及季节特征。
大气系统;海面风场;海表温度异常现象;卫星数据
中国海洋大学
硕士
海洋信息探测与处理
王运华
2015
中文
P461.2
54
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）