Sea Ice Sun LASG全球海洋-大气-陆面.PPT

大洋环流和海气相互作用的数值模拟全球海气耦合模式课题组（LASG/IAP） 第一讲热带太平洋 SST赤道流系温跃层和海表高度 张学洪 (zxh@) 小 结 SST 平均态是海表热通量的加热作用和海洋动力过程的冷却作用相互平衡的结果. 在冷舌区，海洋环流所产生的冷却作用处于支配地位. 问题：为什么暖池区海温很高而净的海表热通量很小？ 海洋模式模拟的经圈流函数 小 结 太平洋赤道流系包括: SEC, NEC, NECC, EUC, SECC 等. 赤道“upwelling”是和SEC有关的. 小 结 Permanent, Seasonal, and Tropical thermocline ; 问题: 温跃层, 海表高度和海流的关系？ 09/23/07 注1：原来的第一组公式中漏掉了常数g。 注2：这里的H应理解为z坐标下的数值（而不是温跃层的‘深度’），因此是负数。但在后面的地转输送和Rossby波公式中，H应理解为‘深度’，因此是正数。 NCEP ODAS 给出的热带太平洋年平均表层流 U p w e l l i n g SEC NEC NECC NCEP ODAS (Ocean Data Assimilation System) Ji et al. (1995) Behringer et al. (1998) SEC NEC NECC EUC ? 500?103m ?200m ?0.5ms-1 = 50 ?106 m3s-1 =50 Sv (Sverdrup) 东太平洋 EUC 输送量的估计 Obs: 30-40 Sv (TG, 2001) 热带温跃层 Tropical Thermocline 热带温跃层的例子 (5°S) In the tropics, winter cooling is not strong enough to destroy the seasonal thermocline, and a shallow feature sometimes called the tropical thermocline is maintained throughout the year (TG, 2001). Tropical thermocline 热带太平洋温跃层和赤道流系 20oC 沿赤道断面的温度和洋流 温跃层和海表高度的关系、地转流 h H τx 1.5-layer model 11/2 layer model 海水状态方程，热膨胀系数 α=α(t, p) (10-4K-1) (Gill, 1982) 1bar = 105 Nm-2 =105 Pa α=3×10-4K-1, ?T=10K 海表高度坡度仅为温跃层坡度的千分之三左右。 热带海洋的温跃层坡度是海表高度坡度的100—300 倍, 两者方向相反. 在热带海洋, 海表高度可看作温跃层的压缩映像. 小结: 海表高度和温跃层的关系 温跃层坡度和海表高度坡度之间的这种关系，本质上就是地转风关系和热成风关系. 11/2 layer model 中的地转输送 “一层半”模式中的地转流 和地转流相应的体积输送 注意：此后 H 代表深度(向下为正). Reduced gravity * LASG/IAP/CAS 大洋环流和海气相互作用的数值模拟 大洋的划分 (Levitus, 1982) Tropical Pacific Observation and Prediction of 1997/98 ENSO Observation May 97 Prediction May 97 Initialization in December 1996 Prediction for May 1997: Pacific SSTA (ECMWF, Stockdale et al., 1998) 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 1 5 7 9 3 Atmosphere Ocean .008916 1 2 3 Land .074074 .188615 .336077 .500000 .663923 .811385 .925926 .991084 500 680 900 25 75 125 180 255 360 1160 1455 1775 2115 2475 2850 3235 3625 4015 4405 4800 Sea Ice Sun LASG全球海洋-大气-陆面（GOALS）耦合模式 热量 水分 动量 El Ni?o 和 ENSO 是大洋环流和海气相互作用的一个典型问题。 全球变暖是海气相互作用的另一个典型问题，和大洋环流的变化密