热带太平洋！#$期间的海气相互作用分析！

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1、第!"卷第#期$%%"年#月*!.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!热带太平洋!"#$期间的海气相互作用分析!———大气环流无旋和无辐散分量的年际变化于卫东!巢纪平!，"!#国家海洋局第一海洋研究所，海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室，青岛"$$%$!；"#国家海洋局海洋环境预报中心，北京!%%%&!摘要利用?+/@A?+BC再分析资料，将风场分解为无辐散分量和无旋分量两部分，通过求解球面@:2DD:>方

2、程得到大气的扰动流函数和扰动速度势#利用&-%，"%%E@1扰动流函数和速度势分别与?2F:(’指数做相关分析，研究了G13HI;环流、J153I6环流水平分量的变化和上升A下沉分支的相应位置变化，从而得到了/?KL期间大气环流变化的完整图像#关键词!"#$%&’()*环流+&,’)-环流流函数和速度势/3?2F:是发生在热带太平洋的年际变化现象，OI;;I3环流以及中纬度西风急流给出了一个较为全南方涛动（D:7MEI;>:D=2331M2:>）是热带大气的年际变化面地描述#虽然无辐散分量并不直接对应着大

3、气对现象，,NI;H2>ID［!，"］最早将两者通过大尺度海气相互海洋加热的响应，但是它是/?KL循环中大气环流作用联系起来，从而形成了/?KL的概念#自此之调整的重要组成部分，而且在大气对海洋的反馈过后，大气和海洋科学家围绕/?KL的观测、资料分程中通过/H01>抽吸起到重要作用，因此本文针对析、理论和数值模拟作了大量的工作［’］，对/?KL太平洋区域大气运动有旋和有辐散分量（以流函数建立了比较清晰地概念性框架，并成为"%世纪&%和速度势表征）在/?KL期间的变化以及和?2F:(’区年代以来海洋科学取得

4、的最重大成果之一#海温异常的关系给出一个全面地描述，从而给出了G13HI;环流和J153I6环流变化是/?KL循环中/?KL循环中大气环流变化的清晰、全面的图像#海气相互作用的重要组成部分，目前对于它们已有［)］.资料及其处理充分的定性认识，但是从资料中揭示/?KL循环中G13HI;环流和J153I6环流变异过程的工作仍然不本文所使用的资料包括?+BCA?+/@再分析大气足，而且以前的海气相互作用资料分析多关注大气资料［.］中的&-%和"%%E@1高度上的月平均风场和太纬向风分量的变化［-］平洋?2>:(

5、’区月平均海表温度（KKP），首先根据原始#由于G13HI;环流和J153I6环流在本质上是热力驱动环流，与大气的辐合(辐散密资料计算风场和KKP的气候平均值，然后将逐月资料切联系，因此有必要将大气运动分解成无辐散（或减去对应月份的气候平均值得到月距平资料#有旋）和有辐散（或无旋）两部分来研究#最近./.风场资料分解的原理［$］采用有辐散大气运动分量对与/?KL相关的G1><根据JI30E:3MQ定理［&］，速度场!可以分解为大气环流分量，包括G13HI;环流、J153I6环流、"%%’(!!(!&收稿，

6、"%%)(%"(!*收修改稿"国家自然科学基金重点项目（批准号：)%"’!%!"）、科技部重点基础研究前期研究专项（批准号："%%!++,%%-%%）和科技部国际科技合作重点项目（批准号："%%"+,.!)%%!）资助/(0123：4567892:#:;<#=>第!"卷第#期$%%"年#月:!;无辐散分量!和无旋分量!两部分，即录+另外值得注意的是，如果解上述L3-&&36方程时!"简单地取零边界条件，将会得到一个错误的解，这!!!!"!"，（!）是因为椭圆型方程对边值具有很强的敏感性，边界!!误差会入侵

7、到整个区域+对于球面L3-&&36方程求解其中·!@<，A!@<#!"算法本文采用经典的,-&./$01!）算法软件包+对于二维速度场无辐散分量可以用流函数表!达，即#结果与分析!!!!"$!，（B）#"!大气环流和))*的相关分析图版"（"）是;F<，B<<.L$高度上大气扰动流函在C$5)(&-$6坐标系下的表达式为数和I-O3PD指数（定义为I-O3D区QQR的归一化距平）的相关系数+可以看出，太平洋区域的低空大%!&#!，(!#!，（D）!#’!#)气在距平意义上被一对气旋式环流（应当注意，由于科

8、氏参数在南北半球反号，所以南半球的反气旋类似的，无旋部分可以用速度势"表达，即流函数，在动力学效应上它相当于北半球的气旋性!环流使海洋温跃层产生抬升，因此本文称其为气旋!"!"，（E）式结构）所控制，它们分别位于赤道南北两侧+类在C$5)(&-$6坐标系下的表达式为似的，太平洋区域的高空大气在距平意义上被一对反气旋式环流所控制+在;F<.L$高度上，北半球的%!#"，(!#"，（F）最大相关系数超过<+E，南半球的最大相关系数