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赤道太平洋地区存在两种较为剧烈的海-气相互作用,其一是西北太平洋地区的热带气旋(TC),其二是赤道中东太平洋的赤道不稳定波(TIWs)。本文主要使用搭载在NOAA系列极轨卫星上的微波探测器的亮温数据集,对这两种海-气相互作用分别做了研究和探讨。
一方面,利用AMSU-B的183.3±1、183.3±3、183.3±7GHz三个水汽通道对水汽总量的敏感性,以及三个通道所在的权重高度差异,分别建立了对流层高、中、低层水汽量与三个通道亮温的统计回归关系。在此基础上,选取西北太平洋2005年麦莎台风、2006年碧利斯、桑美台风三个不同类型的TC个例,利用AMSU-B亮温通过回归关系式计算出的高、中、低层水汽量,就其各自不同的水汽输送形势以及强度变化过程进行了对比分析,结果表明,其一,微波水汽通道亮温能够很好的表征热带气旋环境场不同高度的水汽分布,尤其是对流层中层亮温的变化显示出的水汽量的变化与热带气旋强度密切相关,对热带气旋的发展有着很好的指示意义;其二我们也看到夏季西南季风形成的西南水汽通道水汽充沛,是大多数热带气旋行进过程中水汽维持的重要输送带,但东南边的水汽通道也经常成为登陆热带气旋强度维持的主要水汽供给,因此,我们不但要从水汽收支的角度分析热带气旋强度,也要结合大气环流以及气候变化来综合分析气旋强度变化。
另一方面,利用微波探测器的AMSU-A大气温度垂直探测器研究赤道东太平洋的TIWs,探讨在海面上表征为正负海温距平中心交替的TIWs,在对流层大气中传播的特征。我们首先利用AMSU-A第5、9通道计算得到的表征对流层大气温度的T850-300,通过对T850-300的滤波平均以及傅立叶频谱分析,得到TIWs在大气中的周期为25天左右,与TIWs在海洋中周期相近。并且其沿赤道水平传播的相位滞后于海洋,离赤道东太平洋的冷舌区越远,相位差越大,150°W以西的大气TIWs滞后海洋3个月左右;接下来,我们综合利用AMSU-A的第4~8通道,TIWs的垂直传播特征也较明显的反映在对流层中,结果显示对流层低层波的形式与海表层对应;对流层中层正温度距平中心较海面扩大,说明大气层结不稳定使得对流发展旺盛;而对流层高层又显示出与海表面形式相匹配的特征。
此外,我们还通过对2005年至2008年的类LaNina事件-中等强度的ElNino事件-中等强度的LaNina事件过程中的TIWs做了对比分析,发现TIWs在LaNina年强度增强,特别指出的是TIWs在LaNina爆发前两个月甚至更早就已经增强;LaNina爆发前期,大气做迅速调整至与海洋TIWs的相位一致,LaNina爆发后强度增强期和维持期,大气和海洋的TIWs向西传播相位基本吻合。
我国登陆热带气旋与赤道附近大气的准双周振荡相关,其中一个周期正是我们得到的TIWs在大气中传播的周期,因此,可以利用这种相关性通过TIWs对大气环流的影响,来研究TIWs对热带气旋的影响。我们以2007年夏秋季的台风季节为例,分析得到07年10月~11月异常活跃的台风发生阶段,可能是受到6~7月较强的TIWs传播到西太平洋的影响,而07年6月整月零台风,也可能是由于07年初赤道东太平洋维持正的海温距平,导致TIWs较弱,而能量传输到西太平洋的部分较小,也导致了不利于台风发生的条件产生。