季节气候异常潜在可预报性分析和温带海洋冬季SST异常再现现象的初步研究

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利用ECMWFPROVOST项目产生的季节集合预报数据集,分析揭示了季节平均气候异常潜在可预报性的全球分布。本文利用可再现的强迫模态重建集合资料场,在非参数检验K-S检验基础上定义潜在可预报性指数PUk,然后将重建场的PUk与重建场贡献于集合平均的方差比结合,提出了定量估计局地潜在可预报性的新指数PI。通过与其他几种估计季节潜在可预报性的方法进行比较表明,本文提出的PI方法能更好地把热带外地区受外强迫控制的可预报信号提取出来。对全球季节平均气候异常潜在可预报性表明:具有季节潜在可预报性的区域不仅分布在热带地区,还分布在热带外的部分地区,热带外地区主要分布在北美、南非和亚洲的部分季风区;局地可预报性具有季节性,夏季可预报性最强,冬季可预报性较弱;高层参数场的潜在可预报性区域分布普遍比低层广;海温异常强迫对气候季节潜在可预报性起着至关重要的作用。 通过对三个不同模式再分析资料SST的分析,发现温带海洋如日本黑潮区、太平洋东部、大西洋西岸易出现冬季SSTA再现现象(winter-to-winterrecurrence),而该现象在热带地区很少出现。在日本黑潮区、太平洋东部、大西洋西部,再现机制(reemergencemechanism)对冬季SSTA再现有很大的影响,冬季由于混合层变得很厚,海表温度异常能传到较深的海水处,夏季混合层厚度变浅,先前冬季传到较深海水处的异常储存在混合层下面稳定性强的斜温层里不受混合层海水的影响,次年秋冬季时混合层厚度再次变厚,原先储存在较深海水处前个冬季的异常经过混合作用传到海表面,就实现SSTA从一个冬季到下一个冬季的再现。次年冬季SST异常再现的时间有着区域的差异,一般大洋西部出现的时间要早于东部。风应力异常对SSTA的影响主要有四个方面:(1)影响海水的蒸发速度引起海水潜热通量的变化;(2)Ekman抽吸作用引起海水上翻下沉运动;(3)风应力驱动海流带来的周围海水对关键区海水的影响;(4)风应力异常引起混合层厚度的变化有利于“再现机制”对关键区混合层海水温度异常的控制。海表净热通量对于第一个冬季SSTA的产生、维持有很重要的作用,而对次年冬季SSTA的产生和维持则有区域的差异。
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