赤道东太平洋气候平均态与季节循环模拟偏差分析

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjfjh2008
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赤道东太平洋的海气相互作用活跃,其气候有着显著的经向不对称特征,这种特征在很大程度上决定了该区域SST(Sea Surface Temperature)、风等要素的年循环特征。由于该区域是ENSO关键区的一部分,故在气候学研究中受到高度关注。遗憾的是,对这一区域季节循环的模拟正是当今大多数耦合模式的薄弱之处。因此,对赤道东太平洋季节循环的模拟偏差的分析和研究,有助于我们加深对该区域海气相互作用过程的理解,也有助于模式的未来改进。  本文首先评估了FGOALS(Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System Model)模式的g1.0、g2、s2三个版本以及12个CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project,phase5)模式模拟的赤道东太平洋气候平均态和季节循环。通过模式评估,我们总结了具有普遍性的几个模式偏差特征。这些特征包括赤道冷舌偏强、位置偏西、其季节循环偏弱、越赤道南风偏弱、东南太平洋层云偏少,SST偏高,降水偏强等。  模式偏差的以上特征通过海气相互作用紧密地联系在一起。经CMIP5多模式分析及FGOALS-g2模式敏感性试验验证,赤道附近SST和经向风的模拟偏差在北半球冬春季和夏秋季的来源是不同的:模式在北半球冬春季的偏差主要由中美地峡以西的纬向风偏差引起,而模式在北半球夏秋季的偏差主要由东南太平洋层云的偏差引起。  在北半球冬春季,模式中穿越中美地峡的东风偏强使得随后一段时间东太平洋赤道以北的SST偏低,并导致赤道附近的SST经向梯度反向。在相反的热力梯度驱动下,赤道上出现了虚假的北风,这种北风使得赤道以北出现了显著的海水上翻并通过冷平流将上翻至海表的冷水带到赤道上,从而使赤道及赤道以北的SST显著偏低,并使北半球ITCZ在这一季节出现中断。  在北半球夏秋季,模式模拟的东南太平洋层云偏少使得这一区域的SST偏高,并因而减小了赤道附近的SST经向梯度。在这种情况下,模式模拟的越赤道南风偏弱,导致东太平洋赤道以南的海水上翻运动及上翻区以北的冷平流均偏弱,使得这一时段赤道上的SST偏高。  模式模拟的东太平洋赤道上的SST在北半球冬春季偏低,而在北半球夏秋季偏高的结果,是使得模式中赤道上的SST季节循环振幅偏弱。
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