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赤道潜流 苏门答腊附近的赤道潜流
印度洋,太平洋,异常赤道潜流 苏门答腊附近的赤道潜流
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
很多朋友想了解关于赤道潜流的一些资料信息,下面是小编整理的与赤道潜流相关的内容分享给大家,一起来看看吧。
本文特约作者:mikeliang(风云梦远),气候研究者,已获授权
注:(1)本文仅为个人分析,仅供学习交流与参考,不具备法律效力。如需要咨询更详细的气候趋势,请联系国家气候中心或各地气象局。
(2)本文未说明条件下,季节均指北半球季节。
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1. 季节气候因子-低频振荡信号分析
1.1寰宇沧浪
1.2冰雪圈
1.3平流层简述
1.4 其他重要气候因子与低频振荡信号概述
2. 2021春夏气候展望总结
2.1 暮春-初夏(5-6月)气候展望
2.2 盛夏(7-8月)气候展望
2.3 具体气候过程事件分析
2.4 附录:2021年春夏西北太平洋-南海台风活动展望
注:(1)本文仅为个人分析,仅供学习交流与参考,不具备法律效力。如需要咨询更详细的气候趋势,请联系国家气候中心或各地气象局。
(2)本文作者学识有限,若有纰漏请多指教。
(3)本文未说明条件下,季节均指北半球季节。
1.1 寰宇沧浪
1.1.1 热带太平洋-ENSO
自2020年夏季起,赤道东太平洋地区出现了较明显的海表温度冷异常并迅速向西扩展,宣告了一次拉尼娜事件的形成;该事件在随后的秋冬季持续发展,演变至中等偏强的强度并于冬季前期达到顶峰,随后明显衰减。目前赤道中东太平洋各监测区域的季节滑动平均海温指数均回升至-0.5℃附近,表明拉尼娜事件已明显衰减并即将结束。
图1 2021年1-3月全球海表温度距平(SSTA,单位:℃)
而除了时间演变外,去年秋季至今的当前的拉尼娜事件的海温异常空间型,和过去事件的平均很有不同。例如大多数的拉尼娜事件发生时,在东太平洋地区呈现南北美西海岸和赤道中东太平洋均明显偏冷的“冷水三角区”;但本次事件在去年秋季发展至峰值期间,仅在南美西海岸和赤道中东太平洋明显偏冷,但北美西海岸一直到夏威夷以南海区仍然显著偏暖;同时在热带太平洋区域,冷异常中心明显偏向于东太平洋与南美沿岸,日界线附近偏冷有限。直到今年初开始,北半球的异常偏暖海区海温才转为冷异常,同时伴随热带中太平洋的显著冷却与海温冷异常中心的西移,和日界线西侧西太平洋信风的显著增强。从时间频谱分析,这也和ENSO低频变率分量的模态也符合得很好。通常而言,ENSO的显著周期在准2-7a的范畴中,其中2a左右是一个显著峰值,对应着一个相对高频、时长各约一周年的厄尔尼诺/拉尼娜位相,之间转换速度极快;而2a以上也存在较显著的变率,这些便对应着演变速率明显偏慢且持续较久的事件,包括历史上的多峰型事件也很可能对应于此,可能与热带外海洋大气相互作用有关。可以认为,当前事件早期是由高频分量上较强的拉尼娜事件,和低频的中太平洋-北美西海岸暖异常共同叠加,而后期的低频分量发生了变化,也可能是不同时间变率的相互作用。后文也将提及这一特殊海温异常造成的影响。
图2 准两年型厄尔尼诺事件(左列)与低频型厄尔尼诺事件(右列)在第一年冬季到第二年冬季的海温距平(填色)与850hPa高度场(等值线)演变。引自Yun et al.(2015)
从赤道中东太平洋上层区域热含量距平的时间序列,可以看到热含量距平在进入今年后显著上升,甚至在近期翻转为正距平状态,这也对应着当前拉尼娜事件的快速衰减;与此同时,在赤道太平洋海温的垂直剖面分析中,可以看到当前在热带太平洋日界线附近的温跃层层面上出现了大范围暖异常,其中核心区域位于日界线东侧附近,温度距平达到了约+3℃。这对应着一次显著东传的暖下沉Kelvin波过程,和春季以来西太平洋附近的赤道西风爆发过程(WWB)有密切联系,在海表异常赤道西风应力的平流与动量下传的激发下,该暖下沉Kelvin波得以出现振幅发展并沿着温跃层赤道潜流区东传,但强度有限。考虑到赤道Kelvin波的特征相速度,本次暖Kelvin波过程将在1-2个月后抵达东边界(南美沿岸),届时南美西海岸和赤道东太平洋地区的SSTA与温跃层深度将明显增加;不过值得注意的是,本次暖Kelvin波强度有限由于当前热带低频振荡的影响,日界线和东侧海区的赤道西风异常已明显减弱,在短期内温跃层的赤道Kelvin波后续发展将受到一定限制;加之Walker异常准定常上升支仍维持在,西太平洋远洋的偏强赤道西风难以持续维持,因而至少在未来数月赤道中东太平洋仅能缓慢增暖。
图3 近期赤道太平洋经度-深度剖面上的海温异常
大气响应方面,过去两年的热带太平洋海温与纬向风场异常的时间-经度剖面(图4)显示出,在去年夏季拉尼娜事件发展之后,初期冷异常与强信风异常偏向东太平洋,日界线附近的赤道中太平洋偏冷不显著甚至有弱的低空异常辐合,导致强信风区。但在春季,持续了半年以上的西风异常宣告结束并转为东风异常,这与印度洋-西太平洋区域海温反馈引发的西北太平洋副热带反气旋的增强有关,这导致了平流作用的中断,并影响到后续次表层动力过程,导致了厄尔尼诺事件的快速衰减。而今年春季的200hPa势函数(图5)表明,全球热带区域准定常波已经呈现显著的2波型,其中主要异常上升(下沉)支仍然位于海洋大陆区域(赤道东太平洋到南美沿岸),对应拉尼娜事件的大气响应;而次要上升(下沉)支位于东大西洋-西非(中西印度洋)一带;赤道地区纬圈环流表明了类似结果(图6)。这表明热带太平洋Walker环流已经响应冬季后期热带太平洋冷异常的西移;同时,日界线和西侧附近的赤道中西太平洋的信风仍有明显偏强,这会促进Walker异常下沉支在赤道中东太平洋的增强,并在一定程度上阻碍与削弱赤道西风爆发和暖Kelvin波的东传。
图4 过去两年间赤道太平洋地区的海表纬向风异常(左)、海表温度距平(中)和20℃等温线深度距平(右)。
图5 2021年2-4月200hPa速度势函数距平(单位:10^6 m^2s^-1)。
图6 同图5,但为全球赤道地区(5°S-5°N)的Walker环流异常,填色阴影代表垂直速度距平(单位:0.01Pa/s),矢量箭头为纬向风-垂直速度合成(垂直速度放大100倍)。
图7 同图5,但为同期OLR距平(填色,单位: W/m^2)与700hPa风场距平(矢量箭头,单位: m/s)
此外,热带外地区的海洋与大气信号也可以作用于热带地区,通过大气的较快过程与海洋波动的年际-年代际过程从而对ENSO等热带海气变率造成一定影响。当前在热带外区域方面,副热带东北太平洋区域出现了类似PMM负位相的模态,这将阻碍随后的夏季赤道中太平洋西风异常明显发展,并抑制海表暖异常、次表层暖K波与活跃深对流进一步东传,不利于夏秋季厄尔尼诺事件继续发展;不过值得注意的是,由于南极半岛西侧海冰的偏多与SPO负位相配合下,当前秘鲁寒流有所偏强,这将导致南美沿岸到东太平洋地区在当前存在一定程度偏冷,而这一海温异常也会进一步与大气作用而维持,这将一定程度上阻碍厄尔尼诺事件的发展,而空间型上,也将在短期内东太平洋和南美沿岸增暖较弱甚至偏冷。
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