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南海是印度洋、太平洋上两个沃克环流上升支所在区域,海洋与大气相互作用十分活跃,其海表面温度(SST)能很好地反映海气相互作用与气候异常。在大尺度ENSO(El Ni(n)o-Southern Oscillation)背景下,南海SST的年际变化有着独特的变化规律。本文利用ICOADS实测资料,结合大气和海洋的遥感资料和再分析数据,分析了南海SST响应厄尔尼诺(El Ni(n)o)的年际变化发展过程及相应的大气影响因素;研究了南海海面温度变化对ENSO不对称性的响应;并通过北半球西太平洋的海表响应分析,对比了南海SST和西北太平洋SST年际变化的差异;深化了对南海SST年际变化机制的理解。主要研究结果如下:
1)对南海经向断面的回归分析和个例分析表明,南海SST的年际变化和ENSO关系密切,并且分为两个阶段。以增暖事件为例,在El Ni(n)o发生年的冬季和消亡年的夏季,南海出现了两次显著增暖。第一次增暖出现在El Ni(n)o盛期,是El Ni(n)o直接影响的一部分;这时南海云量减少,净太阳辐射通量增加,SST上升。第二次增暖出现在El Ni(n)o结束后的夏季,不是El Ni(n)o直接作用的结果;这时夏季风减弱,一方面使得海洋的潜热损失减少,另一方面减弱了越南东部沿岸的上升流,两者的共同作用导致SST增加。
2)对El Ni(n)o/La Ni(n)a期间和后期的南海SST分别进行了合成分析,表明ENSO冷、暖事件本身的不对称性使得南海海面的响应并非完全对称。在La Ni(n)a盛期,南海SST异常下降,响应过程与El Ni(n)o盛期相似。但在La Ni(n)a盛期之后的3月,南海海表的异常降温停止,4-6月出现再次降温,这一过程与El Ni(n)o后期南海的第二次增暖存在较大差异,时间上降温过程提早了一个月左右,云量减少和风速减弱是南海降温的主要原因。
3)西北太平洋海表的响应与南海有所不同,低纬度和中纬度差异较大,响应过程机制也不相同。El Ni(n)o发展年次年1-5月,18°N以北的西太平洋SST异常上升,和南海的第一次增暖属同一过程,以南地区的SST则是异常下降;次年6-11月,西北太平洋海表风速异常减小,由南向北逐渐增温,与南海SST第二次异常增温过程一致。而La Ni(n)a发展年次年,西太平洋南部海表没有出现显著异常,北部SST在春季异常降低。
海洋表面的物理过程复杂多变,风、云量、太阳辐射、海洋环流等大气和海洋要素相互作用,共同主导了SST的变化过程。ENSO通过直接或间接作用,影响了南海海面温度的年际变化,明确这一过程中所包含的机制,对南海地区的海洋气象预报有重要意义,更为我国的中、长期天气预报提供了理论依据。