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赤道太平洋次表层海温是控制海表温度（Sea Surface Temperature,SST）及其年际变率的重要因子,也是中等复杂程度耦合模式动力框架中的重要一环。然而,目前赤道太平洋次表层海温的观测难度以及参数化方案的不确定性极大地限制了ENSO模拟和预测水平的提高。另外,一些先进的耦合大气环流模式对于ENSO甚至气候态的模拟也还存在一定问题,模式系统性误差仍然存在。本文基于再分析资料、耦合模式比较计划第五阶段（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5）多模式资料以及Zebiak-Cane（ZC）模式,通过动力诊断、理论分析和数值模拟,研究了赤道太平洋次表层海温的参数化及其应用问题。论文主要结论如下:（1）赤道太平洋次表层海温的垂直廓线可以构建为温跃层深度的一个简单函数,同时受暖池SST和温跃层锐度调制。无论是气候态还是年际变率,赤道太平洋次表层海温的垂直廓线与双曲正切函数（tanh函数）高度相似,且具有保形性,海洋等温面随温跃层深度的变化而整体抬升或降低。由此建立一套以温跃层深度（h）为中心的赤道太平洋三维次表层海温（Tsub）的参数化,其以暖池温度（Tr）为界限,并受到温跃层锐度（h*）的调制。其中,h*表示等温面密集程度,控制海温随深度降低的速度,其具有较稳定的气候态分布,在赤道太平洋上层300米大范围内约为60米。另外,h*在赤道太平洋次表层上层还有着一定的年际变率,主要与ENSO变率相关的SST异常（SST Anomaly,SSTA）和h异常有关。这是由于El Ni（?）o事件时,温跃层深度下沉,赤道太平洋次表层海温层结更紧密,温跃层锐度减小;而La Ni（?）a事件时,温跃层深度抬升,赤道太平洋次表层海温层结更松散,温跃层锐度增大。（2）新建立的赤道太平洋次表层海温参数化方案具有充分的有效性和普适性。使用h*零级近似（60m）的赤道太平洋次表层海温参数化最简方案（方案A1）可以很好地再现三维次表层海温气候态分布,在年际变率上也可以刻画出不同类型ENSO事件的次表层海温特征,但在靠近混合层的次表层上层以及东太平洋深层存在一定误差。在此基础上使用温跃层锐度三维气候态分布（方案A2）可以改进东太平洋深层,但对次表层上层的改进有限。利用多元线性回归方法建立h*一级近似（方案B）可以更准确地再现出ENSO相关的三维赤道太平洋次表层海温分布特征,尤其在次表层上层相较方案A1有很大改进。与ZC原始模式中的次表层海温参数化方案相比,新建立的参数化方案更加接近观测中次表层海温的标准差和偏度特征,其刻画的次表层海温和温跃层深度之间的非线性关系也更真实。（3）基于次表层海温的新参数化分析发现,CMIP5多模式赤道太平洋次表层海温的气候态偏差来自于h、h*和Tr三个因子的共同作用。赤道太平洋气候态海温偏差是从海表到次表层的整体现象,多模式集合（Multi-Model Ensemble,MME）平均的SST和Tsub较观测都偏冷,其模式间偏差的EOF主模态都呈现为赤道太平洋一致型模态,且它们的第一主成分（the first Principal Component,PC1）序列显著相关。基于观测中新建立的赤道太平洋次表层海温参数化分析发现,MME平均的h和观测的差异相对较小,而Tr较观测偏冷、h*较观测偏厚;但这三个因子模式间偏差的标准差都相对较大,反映出较高的模式离散程度,其中h和h*模式间偏差的主模态也都呈现为赤道太平洋一致型模态。进一步通过泰勒展开一级近似对Tsub的模式间偏差进行线性化分解,并利用模式间EOF投影对三个因子在不同模式中的贡献作出定量评估。结果显示,h的正贡献主要局限于赤道东太平洋,Tr和h*主要作用于中西太平洋、符号相反。对多模式整体而言,三个因子对次表层海温的模式间偏差都起到了重要作用,且各因子的贡献同样展现出较大的模式间多样性。另外,模式中海气各变量的模式间偏差之间遵循着与CP型ENSO时期高度相似的海气耦合原理。（4）新的次表层海温参数化方案可以有效改进ZC模式中ENSO偏度模拟的真实性。使用原始方案的ZC模式模拟的ENSO冷暖位相之间的SSTA表现出了类似观测的东太平洋正偏度分布特征。然而,基于混合层热量收支平衡方程的动力诊断,我们发现不同于观测中起着正贡献的非线性动力加热（NDH）作用,ZC模式中NDH对ENSO偏度的贡献几乎为零。进一步分析发现,ENSO事件的Tsub异常呈现出与SSTA类似的特征,空间分布局限在赤道东太平洋且La Ni（?）a的强度被抑制。原始方案中在温跃层异常的正负位相下设置了两组不对称参数,将其替换为完全对称的方案后,SSTA在赤道东太平洋的正偏度消失了。由此可见,ZC模式中不真实的偏度分布特征其实是因为其次表层海温参数化方案中人为设置的非对称性。而将新构建的赤道太平洋次表层海温参数化（方案B）替换原始方案的结果不仅能够模拟出东太平洋正偏度,而且能够改进SSTA以及次表层海温的空间分布特征,并且再现了观测中正的NDH作用。