日本南部黑潮路径发生弯曲的最优前期征兆及其发展机制.PDF

日本南部黑潮路径发生弯曲的最优前期征兆及其发展机制 徐强强1,2,3, 王 强1,4, 马利斌1,3 (1. 中国科学院 海洋研究所, 山东 青岛 266071; 2. 中国水产科学研究院 东海水产研究所, 农业部东海与 远洋渔业资源开发利用重点实验室, 上海 200090; 3. 中国科学院 研究生院, 北京 100039; 4. 中国科学院大 气物理研究所 大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京 100029) 摘要: 基于正压出入流模式, 利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法研究初始异常的位置与模态对日 本南部黑潮路径变异的影响。以模式模拟出的黑潮平直路径的平衡态作为参考态, 计算 CNOP, 考察该 扰动随时间的发展, 并与随机扰动的发展进行对比。结果表明, CNOP 能够导致黑潮弯曲路径发生, 随 机扰动则不能。因此, CNOP 可以作为导致日本南部黑潮路径发生弯曲的一种最优前期征兆。通过分析 CNOP 和随机扰动的发展过程, 可以得出: (1) CNOP 使黑潮发展成弯曲路径的过程是一个气旋涡向下 游传播并增长的过程。(2) 气旋涡的向东传播都是非线性项的作用, 也就是涡度平流造成的。(3) CNOP 和随机扰动发展过程中所产生的气旋涡均会传播到下游区域, 但是 CNOP 产生的气旋涡能够增强, 最 终导致弯曲路径发生, 而随机扰动产生的气旋涡则会减弱, 并不能导致弯曲路径发生。分析发现, 在 CNOP 实验中, 非线性作用使气旋涡增大; 但在随机扰动实验中, 非线性作用使气旋涡减弱, 所以非线 性作用对日本南部黑潮路径发生弯曲有重要影响。(4) 底摩擦效应对日本南部黑潮路径变异影响较小。 本文揭示的黑潮路径发生弯曲的最优前期征兆及其非线性发展机制, 对提高黑潮路径变异的预报技巧 具有重要意义。 关键词: 黑潮路径; 条件非线性最优扰动(CNOP); 前期征兆; 正压出入流模式 中图分类号: P731.2 文献标识码: A 文章编号: 1000-3096(2013)12-0052-10 黑潮是北太平洋副热带环流的西边界流, 它起 日本南部黑潮路径变异会对邻近区域的气候造 源于北赤道流, 经台湾东部, 流经我国东海, 然后折 成重要影响, 例如, 当黑潮路径发生弯曲时,