中国近海海温年际年代际变化关键海区分析研究摘要.pdf

中国近海海温年际年代际变化关键海区分析研究 国家海洋环境预报中心 100081 蔡怡 王彰贵 摘要 本文用HADLEY 资料中心1870-2003 年的SST 资料和NCEP 大气资料讨 论了中国近海海温年际年代际变化信号比较强的关键区域及与整个太平洋海温 和大气环流变化的关系。首先我们用HADLEY 资料中心1870-2003 年的SST 资 料作中国近海海温距平EOF 分析得到图1，图1a 是EOF 分析的第一个模态，占 了总模态的58.2%，从图中可以看到我国近海长江口附近是我国近海海温年际年 代际变化信号非常强的关键区域，从第一模态的时间序列来看，它不仅反映了近 50 年的全球变暖，另外它还存在很明显的周期变化，从图1b 第一分量的时间系 数功率谱分析可以看到，该模态存在明显的 1 年、5 年和 15 年周期。为了讨论 我国近海关键区海温的变化，我们将122-123°E, 29-30˚N 区域的海温距平作平均， 代表我国近海关键区域的海温距平变化，用该海温距平时间序列与整个太平洋的 海温距平作相关，得到图2 ，从图中可以看到沿着海岸线，我国近海关键区域海 温距平与西太平洋沿岸海温距平都有很好的相关，有几个比较大的相关区域沿着 海岸线从5˚S 到48-49˚N 分布，另外在55˚N、142-145˚E 处，有一个明显的负 相关区域，为讨论这个分布模型与我国近海关键区的关系，我们把近海关键区定 义为1 区，再分别选取相关系数比较大的几个区域为2-5 区见图2，其中1 区与 2-5 区的相关系数分别达到-0.28 （2 区），0.604 （3 区）0.424 （4 区），0.521 （5 区）。我们分别对这5 个区域海温距平的时间序列进行功率谱分析发现它们都存 在比较明显的200 个月左右（15 年）的周期，另外除了5 区以外，还都存在12 个月左右（1 年）的周期，由此可以推测，我们讨论的这5 个区域是由同一个模 态构成，由于它们都存在大约 15 年的周期，与PDO 的周期接近，因此我们用 区域1 与PDO 作相关，发现最大的相关在PDO 超前与1 区海温距平58 个月， 达到0.38，由此我们可以推测，该模态是一个独立于PDO,但是又与PDO 和西 太平洋沿岸海岸线地形有关的年际年代际振荡，它的关键区域在西太平洋 30˚N 附近的中国近海。 从上面的讨论可以发现中国近海海温距平年际年代际变化关键区，并不是 一种局地的海温变化现象，它与整个太平洋的海温变化有联系，而且它又是一种 年际年代际振荡，因此我们考虑它应该是一种海气相互作用现象，为此我们将1 区的海温距平与各种大气环流指数作相关，发现当 1 区出现最大正的海温距平 65 个月（5 年左右）以后，西太平洋副高的西伸位置达到最西，相关系数达到 -0.304，对应的副高面积指数和强度指数也比较强，另外我们还研究了南海副高 和西太平洋副高对1 区海温的影响发现，当西太平洋副高强度最强70 个月以后， 1 区的正海温最大，相关系数相关系数达到0.35，而与南海副高的关系则是当南 海副高强度最强 57 个月以后，1 区的正海温距平最大，相关系数也达到0.35， 另外我们还将 1 区的海温与500hPa 的高度距平场作滞后的相关图3，从图3 中 可以发现热带印度洋与 1 区有非常好的正相关，相关系数超过0.5，它们超前 1 区的时间为56 个月，这与前面的关于副高的结论是一致的，而北半球中高纬度 东亚大槽则与1 区有负相关，我们还将1 区的海温与850hPa 的气温距平场作滞 后的相关图4 ，从图4 中可以发现在中国近海相关系数的分布与图3 相似，但是 它们超前 1 区的时间是36 个月，可见该信号是由大气向海洋传播，另外将 1 区 的海温与850hPa 的纬向风距平场作滞后的相关图5，从图5 中可以发现中国近 海海温关键区，不但与热带东太平洋的纬西风有很好的正相关，还与热带印度洋 的纬向风有很好的负相关，另外它还与北半球高纬度的纬向风有很好的负相关， 它们的相关系数都超0.5，最大相关在风场超前关键区温度场44 个月，将1 区的 海温与 850hPa 的经向风距平场作滞后的相关图6，可以发现最大的负相关在南 半球中纬度澳大利亚附近，相关系数超过-0.5，