中高纬度海气相互作用.pptVIP

Namias于1953年发表了“30天预报～10a经验总结”一文。系统地论述了月平均（30天）环流预报的方法。Namias的研究有3个重要意义：（1）他把长期预报的工具定为30天平均图。这是一个巨大的贡献，原苏联采用逐日天气图划天气型，未能与气候动力学的研究结合，早已被淘汰。（2）指出月平均环流与月平均天气、即月平均气温、月总降水量等气候要素有密切关系。为用大气环流模式作短期气候预测打下了基础。（3）指出月平均环流的发展有一定的规律性。从理论上论证了气候预测的可能性。Namias的研究开现代气候预测之先河。尽管当时，他还没有意识到用大气环流模式作预测。因为那时，数值短期天气预报也仅处于萌芽时期。否定之否定：观测事实是认知自然的基石观测理论模式在许多大气环流模式试验中，常用海表温度的异常作为外部强迫，去考察大气对它的响应。这类试验的一个隐含的假设是，在海气相互作用过程中，海洋对大气的强迫是主要的，而大气对海洋的反馈过程则可以忽略。这在热带海洋上可能是一个合理的近似，但对热带外海洋、尤其是在冬季来说，则未必正确。冬季热带外海洋的SST和大尺度大气环流存在很强的相互关联。它来自两个方面：0102一是热带海洋热状况的变化所引起的热带和热带外大气的相互作用，二是热带外大气环流变化对海洋的影响。研究表明，热带外地区大气环流异常与海温异常之间的超前相关，大于它们之间的滞后相关（WallaceandJiang,1987），这就为大气对热带外海洋的强迫作用可能占主导地位，提供了观测上的证据。01基于海气耦合模式的研究也表明，热带外中纬度地区的海气相互作用，主要表现为大气对海洋的强迫，特别是在冬季（张学洪等，1998；Zhouetal.2002）。02CayanDR(1992)利用COADS资料的分析表明：海表湍流热通量与SST异常有关联。这种关联在不同纬度和不同季节表现出不同的特征。热带海洋和部分暖季的热带外海洋，由海洋向大气释放的潜热和感热通量异常，与SST本身的异常出现显著正相关，意味着潜热和感热异常主要由海洋的热状况异常决定。在冬季的热带外海洋，向上的感热和潜热通量异常和SST的时间倾向异（而不是SST本身）的异常，存在显著负相关，最强的负相关出现在两大洋的20-40N之间副热带大涡所在区域，表明它们对于SST的变化具有决定作用。在冬季的热带外大洋上，由于辐射热通量处于最弱阶段，占支配地位的是湍流热通量。30N以北：潜热和感热同等重要；15-30N：潜热是主要的；10N以南的热带海洋：短波辐射和潜热同等重要。CayanDR(1992):基本概念：感热、潜热通量其中Ta和qa分别是大气的温度和比湿，Ts是海面温度（SST），qs(Ts)是饱和比湿，cp和LE分别是大气的定压比热和凝结潜热。CT~1.0×10-3称为Stantan数，CE~1.2×10-3称为Dalton数。表层海温的控制方程右端各项顺序为：净的海表热通量、水平平流、垂直平流、垂直混合、水平混合和对流。其中净海表热通量由向下的净短波辐射（S）、净长波辐射（L）、潜热和感热通量组成：对热带外海洋而言，水平混合和垂直对流所产生的加热作用可忽略不计，因此，只考虑感热、潜热、水平平流、短波辐射、垂直平流和长波辐射6个因子的作用基本原理：由方程可知，净海表热通量异常直接与表层海温的倾向变化相联系；向下的热通量异常与SST倾向异常的显著正相关，实质反映的是大气对海洋的强迫（向下的热通量增多，SST呈增暖趋势）。由感热和潜热的总体公式可知，如果SST异常自身和向上的感热、潜热异常呈显著正相关（或者说SST异常与向下的感热、潜热异常呈显著负相关），则实质反映的是海洋对大气的强迫。判断局地海气相互作用是海洋强迫大气还是大气强迫海洋的方法张学洪等，1998，冬季北太平洋海表热通量异常和海气相互作用：基于一个全球海气耦合模式长期积分的诊断分析，大气科学，22，511－521.冬季北太平洋海表热通量异常和海气相互作用热带外海洋的相关性高于热带：表明热带外海洋上潜热和感热异常对SST异常起决定作用赤道海洋湍流热通量与SST异常呈显著负相关：赤道上主要是SST异常决定湍流热通量异常感热、潜热、水平平流、短波辐射、垂直平流和长波辐射6个因子的作用？影响SST异常的各种因子的相对重要性海气之间的热交换：感热、潜热、短波和长波辐射海洋动力学过程产生的加热或冷却作用：水平和垂直平流对每一因子的异常，定义其对SST倾向异常的归一化协方差：Occurrence=698;fatalities=10,570,第九讲中高纬度海气相互作用中国