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北太平洋海表面温度偏度的分布特征及其影响机制研究

徐高鹏

北太平洋海表面温度偏度的分布特征及其影响机制研究

徐高鹏1
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作者信息

  • 1. 中国海洋大学
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摘要

利用140年的HadISST数据分析了SST偏度在北太平洋地区的空间分布特点,发现在某些区域出现了明显的半年际的变化信号:在位于150°E~160°W,36°N~55°N的中纬度地区,冬半年(12月-次年5月)是正偏度,而夏半年(6月-11月)为负偏度;在黑潮延伸体区域,冬半年是负偏度,而夏半年是正偏度。在亲潮地区以及副热带东太平洋地区几乎没有半年尺度的差异。如果将该结果与SODA数据集中的SST数据处理结果进行对比,会发现在黑潮延伸体地区以及亲潮以东的中纬度区域,两数据集结果出现了明显的差异,说明现有资料在该地区的海温重现能力不尽相同,应该加强对该地区的观测以及各物理过程的物理机制研究,加深对该地区的了解。此外,基于SST偏度,利用140年的HadISST数据讨论了全球变暖对SST变化的影响,发现在黑潮延伸体地区以及亲潮以东150°E~160°W,36°N~55°N的中纬度地区,全球变暖增加了夏半年暖事件的发生概率,减弱了夏冬半年冷事件的发生概率。 由海温倾向方程出发,对海温平流项对海温平流项进行了线性化处理,利用块体公式对表面热通量项进行了近似,同时引入平流项参数α、表面热通量项参数ε以及衡量SST与大气温度的大小关系的参数δ,得到了只考虑海温平流作用和表面热通量影响的SSTA的n阶中心矩的递推公式,并由递推公式得到了SST偏度的解析形式。基于所得的解析解,讨论了海温平流与表面热通量对偏度的影响,发现当表面热通量对于海温变化的影响效率高时,SSTA就会在演变过程中出现冷暖不对称现象;当平流作用对于海温变化的影响效率高时,SSTA就会在演变过程中冷暖不对称现象会减弱。利用NCEP/NCAR数据集中的大气温度和感热通量、HadISST数据中的SST、SODA数据集中的纬向流,在黑潮延伸体地区从偏度符号(正负)的角度验证了解析解的合理性。 利用HadISST数据中的SST、SODA数据集中的纬向流、NCEP/NCAR数据集中的气温和海表面纬向风场等数据讨论了海洋动力过程以及海气相互作用对SST偏度的影响机制,发现线性平流项为该地区SST的发展提供背景场,非线性平流项则对SST偏度的半年际变化起到了决定性的作用;同时风-蒸发-气温-SST反馈机制可以对该地区SST冷暖异常的不对称性的强度进行调节,也就是影响SST偏度的大小,但是该过程不能单独激发SST偏度的半年际差异。

关键词

海表面/温度偏度/分布特征/黑潮延伸体/平流作用/热通量/北太平洋

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授予学位

硕士

学科专业

物理海洋学

导师

吴立新

学位年度

2016

学位授予单位

中国海洋大学

语种

中文

中图分类号

P7
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