【摘 要】
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黑潮延伸体区(KE)和北太平洋副热带海区(NPSUB)不仅是北太平洋上的两个中尺度海洋涡旋最活跃区,也是海气相互作用的关键区域,在整个地球气候系统中起着重要作用。本文借助高分辨率观测资料、理论分析以及数值模拟的手段,研究了春季这两个主要涡旋活跃区内,中尺度海洋涡旋局地大气响应差异、对局地大气的影响机理和可能带来的气候效应。主要结论如下:(1)在观测中,KE、NPSUB区中尺度海洋涡旋均可伴有显著的
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黑潮延伸体区(KE)和北太平洋副热带海区(NPSUB)不仅是北太平洋上的两个中尺度海洋涡旋最活跃区,也是海气相互作用的关键区域,在整个地球气候系统中起着重要作用。本文借助高分辨率观测资料、理论分析以及数值模拟的手段,研究了春季这两个主要涡旋活跃区内,中尺度海洋涡旋局地大气响应差异、对局地大气的影响机理和可能带来的气候效应。主要结论如下:(1)在观测中,KE、NPSUB区中尺度海洋涡旋均可伴有显著的局地大气异常响应。由于KE区中尺度海洋涡旋平均可带来更强的高空动量下传、海气温度差以及海表面蒸发,因而对应更强的海表面风速(SWS)和表面热通量变化;NPSUB区涡旋更强的大气水汽含量响应将导致更强的局地降水变化。但同等强度海表温度异常强迫下,两地涡旋对应的SWS变化差异并不显著,并且观测和数值模式均表明,涡旋对潜热通量(LHF)的影响要强于感热通量(SHF),KE区涡旋对SHF影响更明显,NPSUB区涡旋对LHF、局地降水影响更大。(2)通过理想中尺度海洋涡旋数值试验可发现,中尺度海洋涡旋局地大气异常响应与其上空背景大气环流强度、稳定性、水汽含量紧密相关。强背景风速下,涡旋对局地大气的影响表现为垂直混合机制且造成的海平面气压(SLP)与边界层高度(PBLH)变化发生偏移。弱背景风速下,涡旋对局地大气的影响则体现为SLP调整机制,并可改变表面大气环流。随着大气背景环流、不稳定性的增强,SWS和表面热通量差异有所增强,但PBLH变化逐渐减小。大气中的水汽,不仅可增强表面风散度、涡旋上空的次级环流,产生的非绝热加热将促使垂直运动延伸高度有所提升。(3)在更长的季节尺度上,春季整个北太平洋上的中尺度海洋涡旋可对大气环流和风暴轴活动产生一定影响。与整个北太平洋上的海洋涡旋作用相比,北太平洋南、北部各自的海洋涡旋气候效应将更为明显且南部涡旋作用更强。作为中尺度海温异常的一部分,海洋涡旋在北太平洋春季中尺度海温异常气候效应中起着相反的作用。
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