南海季风爆发前后海温变化特征及数值模拟

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本文用NCEP/NCAR再分析资料研究南海季风区热力状况的基本气候特征及其与南海季风的可能联系,分析南海季风爆发前后几周南海海区SST随时间的演变特征和空间分布,并从热力和动力作用两个方面研究SST的变化机制。利用区域海洋模式POM,分别在Hellerman多年月平均风应力资料和NCEP/NCAR多年候平均风应力资料的驱动下,模拟南海及临近海区海况的季节变化特征和南海海区海况的季节内变化特征。通过模式对风应力异常响应和对低层大气温度场异常响应的敏感性试验.验证诊断分析中揭示出的特征。在此基础上,利用区域海气耦合模式RIEMS—POM进一步分析南海季风爆发前后南海海区海温变化特征及机制。主要结论如下: (1)南海海区海气热交换与南海冬、夏季风爆发是伴随关系,两者相互依存相互促进;南海西南季风爆发前,中南半岛与南海海区感热输送的巨大差异可能是南海夏季风爆发的触发因素之一。南海季风爆发前,SST剧烈升高,季风爆发后,SST的变化呈现比较明显的空间差异,南海北部SST继续上升,而南部SST持续下降。南海季风爆发前,海面净得热,这是季风爆发前南海SST上升的主要原因。季风爆发后几周,海面净得热减少,此时的海表净热通量收支和SST无显著相关。而季风爆发期和爆发后几周南海SKT变化的不均匀性与西南气流具有很好的相关性,南海的降温区呈东北—西南走向,与低层西南气流的方向一致。因而,在季风爆发后的一段时间内,近地层风场导致的海洋表面及内部动力过程是影响南海SST变化的另一重要因子。 (2)使用Hellerman多年平均的逐月风应力资料驱动海洋模式,较好地模拟出黑潮海流、黑潮右侧的大尺度反气旋性暖涡及南海暖流等海流的基本特征,并反映出南海海流受季风影响较大的特点。考虑了海表诸热通量之后,POM能较好地模拟出1-12月模式海区海温的季节变化特征。用逐候的风应力驱动海洋模式,并用2m高度处气温做热通量强迫,模式可以模拟出南海在季节内尺度上表层海温和表层海流的变化情况,也能很好地验证诊断分析中揭示出的特征。 (3)区域海洋模式对大气强迫场的敏感性试验表明,大气低层风应力异常主要对海洋环流产生影响,大气低层温度异常主要对海表温度产生影响,不论是表层海流,还是表层海温,响应的高敏感海区均位于南海南部、中南半岛东南沿岸的海区,此区域也正好是南海西南季风的大值区。区域海气耦合模式对南海季风爆发过程南海海况有一定的模拟能力,但是由于大气模式产生的风应力和与热通量与实际有差异,耦合模式对海表海况,尤其是海表温度的模拟能力欠缺。所以,模式对物理过程更准确的描述和模拟是减少差异的重要途径。
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