热带太平洋—印度洋年际尺度海气相互作用研究
本文利用观测资料和数值模式，对发生在热带印度洋的偶极子(IOD)事件和发生在热带太平洋的ENSO事件进行了分析，探讨了两个海气耦合事件各自变化特性以及两者相互之间的关系：在热带经向非均匀的温跃层及其相伴随的背景流场存在情况下，重新考虑了Matsuno(1966)所研究的经典波动问题。研究了与热带年际变化相联系的热带海．气系统气候平均态所包含的海．气相互作用。本文研究内容主要包括以下的五个部分：热带太平洋气候平均态所包含的海-气相互作用的资料分析，热带海洋／大气不稳定性研究，热带太平洋ENSO事件和热带印度洋偶极子事件之间的相互作用研究，太平洋ENSO的海-气相互作用资料分析以及热带印度洋偶极子的海-气相互作用资料分析。主要结论如下：
(1) 热带太平洋气候平均态所包含的海-气相互作用的资料分析
根据海洋和大气的运动特性，定义了表征海洋大气系统的对称模态和反对称模态指数，通过两个指数对热带太平洋和印度洋关于赤道对称和反对称的两个模态进行区分，发现关于赤道反对称的海-气耦合模态主要包含了大气散度分量和海洋SST的相互作用；关于赤道对称的海-气耦合模态主要包含了大气旋度分量和海洋SST的相互作用，并从资料估算了该耦合模态向西传播的速度。讨论了热带印度洋和热带太平洋在1948—1975年和1976—2005年之间的气候态差异。
(2)热带海洋／大气不稳定性研究
通过浅水模式的低阶截断模分析，发现当海洋之中温跃层(或大气的高度场)具有径向不均匀分布及存在相应的赤道急流时，这样的背景场对赤道低频长波的发展有重要影响．当赤道附近基本流是向东时，可以使经典的Rossby波的波速发生改变甚至变成向东传播，同时与由背景场的不均匀性产生的地形Rossbv波相互作用后，可产生向东传播的不稳定波．这种不稳定的性质，在本质上是发生在赤道海域(或大气中)的正压不稳定，但它不完全与中纬度的正压不稳定性相同，它是通过地形Rossby波和Rossby波两支波相互作用后产生的耦合不稳定．
(3)太平洋ENSO的海一气相互作用资料分析
对次表层海温资料和850hPa大气的涡度场资料的分析表明了次表层海温和大气涡度场之间存在着密切的相互作用。通过大气对海洋热强迫和海洋对大气涡度强迫的响应分析,从资料角度定性的验证了延时振荡子理论。
对应着东太平洋SSTA的正/负距平,大气环流散度分量的变异表现为距平意义下的WMker环流翻转/增强,其垂向为斜压结构;对应着东太平洋SSTA的正/负距平,大气环流旋度分量的变异表现为关于赤道对称的一对气旋/反气旋式环流,伴随着赤道的西/东风异常,其垂向为斜压结构;大气环流旋度分量在ENSO的位相转换过程中扮演着重要角色,与海洋次表层相互作用,形成了ENSO循环的周期性变化;(4)热带印度洋海一气相互作用资料研究
对热带印度洋地区的降水进行了分析,发现热带印度洋海区的降水距平主要模态呈现纬向反位相的偶极子形式,并且对该模态的形成进行了分析;对应着东印度洋SSTA的负/正距平,大气环流散度分量的变异表现为距平意义下的Walker环流翻转/增强,其垂向为斜压结构;对应着东印度洋SSTA的负/正距平,大气环流旋度分量的变异表现为关于赤道对称的一对反气旋/气旋式环流,伴随着赤道的东/西风异常,其垂向为斜压结构;大气环流旋度分量在IOD的位相转换过程中扮演着重要角色;
(5)热带太平洋ENSO事件和热带印度洋偶极子事件之间的相互作用研究
分折表明,ENSO事件和Dipole事件的发展,在统计上呈现出时滞的相互关系,一般赤道东太平洋的海温距平变化在前(一个季度左右),联系这两者变化之间的钮带是赤道太平洋和印度洋的一对反向转动的Walker一环流的耦合演变。
海气耦合模式的结果表明,没有ENSO事件影响时,热带印度洋SST场可以出现东西反位相形式的偶极子事件,说明偶极子事件是热带印度洋自身海气相互作用的结果,但是它还受到了ENS0事件的调制作用;10D事件的发生对于ENSO事件是一个促进作用,10D事件可以通过增强西太平洋的纬向西风来促进ENGO正位相的形成。
海温距平极值曲面;降水不稳定;季节变化
中国海洋大学
博士
气象学
罗德海;于卫东
2006
中文
P723.9;P432.1
167
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）