广义平衡反馈方法与其在地研究海洋对大气反馈中初步应用论文

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1、广义平衡反馈方法及其在研究海洋对大气反馈中的初步应用摘要在气候系统中，大气变化除了受局地海区海表温度(SST)异常影响之外，还可能受其他海区的影响。如何从观测资料中来分离不同海区SST异常各自对大气变化的贡献成为海洋一大气相互作用研究中的难点。针对该问题，本文在前人研究基础上提出了一种统计方法一广义平衡反馈方法(GEFA)。利用GEFA，基于NCEP再分析SST、海表热通量场和大气位势高度场月平均资料，本文系统分析了全球大洋SST主模态对大气的反馈特征。男外，利用GEFA结合奇异值分解(GEFA--SVD)方法，进一步探讨了北大西洋S

2、ST异常对大气的最优反馈模。本文取得以下主要创新性成果：提出了一种统计方法一广义平衡反馈方法(GEFA)用于分离不同海区SST异常各自对大气的影响。该方法的可行性在简单热平流耦合模式中得到了验证。在北大西洋海一气边界热力反馈的简单应用中，GEFA结果不仅验证了海表热通量局地负反馈为主的特征，还探测到湾流区SST异常对下游副极地海区海表热通量的非局地正反馈效应。运用GEFA首次综合系统分析了观测中全球大洋SST主模态各自对大气的反馈特征，指出：ENSO事件发生时，对应的大气异常主要是热带太平洋TPl模(热带太平洋SSTEOF第一模)和热

3、带印度洋T11模(热带印度洋SSTEOF第一模)共同作用的结果。对热带太平洋TPl模，局地反馈表现为热带东一中太平洋上空跨赤道两侧的斜压Rossby波，而在中高纬度大气位势高度异常呈向极的相当正压结构遥相关波列；对热带印度洋T11模，全球大气响应显著，整个热带位势高度异常呈均匀分布，而在副热带呈纬向分布，南北两半球对称。另外，中高纬度海温异常对大气有适度影响，但相对于热带海温异常对大气的作用强度要弱。对北太平洋马蹄型海温异常(NPl模)，局地大气呈相当正压结构响应一暖(冷)SST异常对应大气高(低)压异常，而下游为北大西洋涛动(NAO

4、)响应；对北大西洋三极型海温异常(NAl模)，大气响应主要表现为局地相当J下压结构的NAO异常。作为广义平衡反馈方法的延伸，GEFA—SVD方法在北大西洋海一气边界热力反馈的分析表明，海表热通量的最优反馈模仍以局地负反馈为主，最大响应振幅为～40Wm之K一；对500hPa位势高度场的最优响应来说，大气NAO异常对北大西洋偶极型SST异常强迫最敏感，最大响应上界为～70mK～。总的来说，GEFA是研究海一气相互作用的一种有效统计方法。以上GEFA结果，为长期气候预测提供参考，也为理解海洋对大气的反馈作用和物理机制研究提供依据。关键词广义

5、平衡反馈方法GEFA海洋反馈最优反馈模ENS0ThegeneralizedequilibriumfeedbackassessmentanditspreliminaryapplicationinoceanicfeedbacktoatmosphereAbstractInthelong—termclimatechange，theatmospherevarianceusuallyisnotdeterminedonlybyasingleoceanforcing，butdependsonvariousoceanforcings．Howtodist

6、illeachocean’Scontributiontoatmosphereinobservationischallenged．IntheframeworkofFrankignoul’Smethod(hereafterEFA)，wedevelopthegeneralizedequilibriumfeedbackassessment(GEFA)methodtoseparateeachocean’Sinfluencetoatmosphere．UsingtheunifiedapproachGEFA，wepresentacomprehensi

7、VeassessmentoftheatmosphericresponsetomajoroceanvariabilitymodesbasedonNCEPReanalysisseasurfacetemperature(SST)，250hPaand850hPageopotentialheightmonthlydata．Furthermore，usingGEFAcombinedwiththesingularvaluedecomposition(SVD)，wealsodetecttheNorthAtlanticoptimalfeedbackmo

8、desfromSSTfieldontoseasurfaceheatfluxand500hPageopotentialheightrespectively．ThemainconclusioniSinthefollowing