太阳准11年活动对热带太平洋海表温度的调制作用

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太阳活动变率影响着地球气候系统的形成和演变,在其准11年周期中,峰年相比于谷年对热带太平洋气候变率产生的具体影响仍存在争议。本文基于1870-2004年的再分析资料,以在太阳峰/谷年的热带东太平洋海温差异为主要特征,分析了热带太平洋对峰年太阳强迫的响应机制;在此基础上,利用24个CMIP5历史试验资料,评估了不同模式模拟的热带太平洋对太阳峰/谷年的响应差异。最后,为了验证太阳峰年强迫的影响,利用CESM-LME中的控制试验和太阳敏感性试验,探讨了热带太平洋在强/弱太阳强迫时期中对太阳峰/谷年的异常响应。结果表明:(1)再分析资料中,太阳强迫峰年相比于谷年,热带东太平洋倾向于类拉尼娜(La Ni(?)a-like)型海温分布,可能的响应机制为蒸发过程和海洋动力恒温过程(ocean dynamical thermostat)。蒸发过程的响应关键区在亚热带太平洋,海洋动力恒温过程的响应关键区在赤道太平洋。(2)有9个CMIP5模式能够模拟出太阳峰年热带太平洋的类拉尼娜现象,剩下的15个模式模拟出了类厄尔尼诺(El Ni(?)o-like)现象。原因在于,模拟结果与再分析资料一致的模式的冷舌较冷。这意味着气候态海洋动力恒温过程更强,次表层冷水上翻更强,对表层海温的作用更大。而模拟现象不一致的模式的上翻过程较弱。(3)把CESM-LME太阳敏感性试验分为具有8-14年强波段的强太阳辐射时期和没有强波段的弱太阳辐射时期。在强时期,太阳强迫峰年相比于谷年,可以激发出与再分析资料类似的类拉尼娜现象。而在弱时期,热带太平洋的响应没有显著特征。这组敏感性试验进一步证实了峰年太阳强迫对赤道太平洋海温负异常的作用。
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