论文部分内容阅读
本文从观测分析和数值模拟两个方面入手分析了热带大气季节内振荡。首先利用1958~1999年ECMWF的era40逐日再分析资料分析热带大气季节内振荡的时空特征变化;进而与IPCC第四次评估报告中的六个耦合模式模拟的热带大气季节内振荡的时空特征进行了对比分析,评估模式对热带季节内振荡的模拟能力,及其全球变暖对热带季节内振荡可能的影响。在研究过程中,运用了各种综合诊断方法(功率谱分析、Lanczos滤波、时空谱分析、自然正交函数分析、合成分析等),并采取了实测资料和数值模拟相结合的方法,从而对热带大气季节内振荡进行了全面的研究。得到如下主要结论:
(1)通过功率谱分析发现,由于大气中的CO2浓度增加所导致的全球增暖,使得大气低频振荡有分别向更高频率和更低频率两极分化的趋势。
(2)为了定量反映ISO的活动强度,选择热带地区200hPa纬向风季节内变化的方差作为ISO指数,研究发现全球变暖背景下,ISO的活动强度有所加强,ISO指数的变化幅度也增加,说明后20年中ISO活动更加活跃;且ISO季节变化明显,冬、春季强,夏、秋季弱。ISO的年际变化与热带东太平洋的SST关系密切,ISO在ElNino事件发生期间出现减弱的倾向。
(3)通过分析20~100天带通滤波后200hPa纬向风解释总方差的百分比的空间分布及对EOF分解得到的第一特征向量,发现近20年ISO的活跃空间分布变化不大,但在后20年中,印度洋及孟加拉湾地区ISO的强度明显加大,说明随着全球温度的升高,使得印度洋及孟加拉湾地区的ISO活动对整个大气运动来说显得越发重要了。
(4)对200hPa纬向风做空间-时间功率谱计算,反映出ISO以东传的纬向1~2波为主,也有西传成分,以2~4波为主,但其能量值远远小于东传部分.后20年纬向风的能量更集中于1~3波,而小于30天的高频成分有加强的倾向。
(5)通过比较模式对气候平均态的模拟,发现六个耦合系统模式都较准确反映了热带地区纬向风场空间结构的季节变化特征,使其对热带大气ISO的真实模拟成为可能。通过分析热带大气ISO的周期、强度、传播、时空特征等,发现耦合模式基本抓住了热带大气季节内振荡的主要特征,对ISO的周期、季节变化特征及空间分布都刻划得比较准确。当然也存在有待于进一步完善的地方,所有模式对大气ISO强度的模拟整体偏弱,ISO的年际变化与ElNino事件发生的关系不显著,有的模式对热带大气ISO周期和传播结构的刻划不够准确,模式结果不能反映全球变暖后赤道大气ISO变得活跃的事实,这都说明目前耦合模式对热带大气ISO的模拟能力还有待于进一步提高。