南海季风爆发期间南海和孟加拉湾海温变化机理分析

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海洋对大气的强迫作用主要通过SST表现出来,已有的研究表明:南海及相邻海域SST和南海季风的爆发迟早和强弱具有一定的关系。通常情况下,3月上旬至5月中旬,整个南海海温迅速增暖,海温先于对流而增高。这种对流滞后海温的现象说明正是南海高水温场对夏季风的爆发和维持提供了热量和水汽条件,加速了南海季风的爆发。因此,充分了解夏季风爆发前后几周南海和邻近海区SST的变化机理对更好地预测南海季风的爆发期有重要意义。 本文利用NCEP/NCAR提供的1982~1999年的周平均海温资料和同期逐日地面感热通量、潜热通量、净长波辐射通量、净短波辐射通量及近地层的风场资料,采用合成分析、相关分析等方法,分析了南海夏季风爆发前后几周南海和孟加拉湾海温的不同时间层次的变化特征。探讨了季风爆发前后南海和孟加拉湾海温变化的可能机制,其中包括中南半岛和南海的感热、潜热通量和辐射通量在季风爆发前后不同时段内对南海海温变化非均匀性分布的影响;分析了季风爆发前后低空西南气流的变化与南海海温变化的相关性。分析结果表明:季风爆发前,海温变化主要受感热、净短波辐射和净长波辐射的影响;季风爆发后,海温变化的非均匀性分布则主要受低层西南气流的影响,同时,与南海地区的感热和净短波辐射也有一定的关系。 其主要结论如下: (一)南海和孟加拉湾海温在季风爆发前后的多时间尺度变化特征 就区域平均值而言,南海夏季风爆发前,南海和孟加拉湾的海温都是逐渐升高的,且二者北部海温的增幅均高于南部;季风爆发后,南海海温呈波动式缓慢下降,而孟加拉湾海温则急剧下降。 在空间分布上,季风爆发前,南海和孟加拉湾均为一致的升温区;而季风爆发周至爆发后1~2周,南海和孟加拉湾不同区域海温变化出现较大差异。即 南海和孟加拉湾的东海岸及西北部海温升高,而二者西南部、中部海温降低。且南海与孟加拉湾的降温区均呈西南走向,与低层西南气流的方向一致。 (二)季风爆发前后感热、潜热、净短波和净长波辐射通量对海温的影响 中南半岛感热、净短波和净长波辐射通量最大值均出现在12周,早于季风爆发期8周。在季风爆发前8周内,中南半岛与南海之间的感热加热差异对南海海温升高的贡献最大,其次为净短波辐射,净长波辐射的贡献最小。此外,南海地区净短波辐射和感热加热对南海海温的升高也起到了一定的作用;中南半岛和南海的潜热通量对海温的影n向不明显,只是季风爆发的一种伴随现象。 季风爆发前2个月(12~15周)中南半岛感热通量、净短波辐射和净长波辐射通量与南海同期及滞后一个月(16~19周)海温具有很好的相关性。上述热通量对季风爆发前1个月海温的升高所起的作用更明显。感热加热的敏感区位于中南半岛西北部,而净短波辐射和净长波辐射的敏感区位于中南半岛西南部、中部和西北部,且二者的高敏感区具有从西南向东北方向移动的特点。海温的响应敏感区大致位于南海南部(112~120°E,5~9°N)和西北部(107.5~112.5°E,13~20°N)。 南海地区感热通量与净短波辐射通量在季风爆发周至爆发后2周导致南海西南部(或中北部)海温降低以及菲律宾沿海和南海东北部、西北部海温升高;而南海净长波辐射通量在此期间的作用与净短波辐射相反。 (三)季风爆发前后低层西南气流对海温变化分布非均匀性的影响 季风爆发前2周南海海温的升高与南海地区纬向西风的变化无关,而与南风气流的增强有一定的关系;季风爆发期和爆发后2周海温变化的不均匀性分布受低层西南气流的影响较明显。当西南气流增强时,南海西南部和孟加拉湾西南部海温降低,而南海和孟加拉湾的东海岸及西北部海温升高。这是由于季风爆发后,强劲的西南气流将低纬地区的暖海水沿西南方向吹至东海岸堆积,导致南海和孟加拉湾东海岸海温升高;低层气流的转向和辐合导致南海和孟加拉湾西北部海水的增暖;而南海和孟加拉湾中部和西南部海区由于洋流的增强,造成海洋次表层和深层冷水上翻,故南海西南部和孟加拉湾西南部的海温降低,且降温区呈西南走向,与低层西南气流的方向一致。
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