热带太平洋海面风的年际变化对海平面变化的影响.pdf

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1、第42卷第12期2012年12月中国海洋大学学报PERl0DICALOF0CEANUNIVERSITYOFCHINA42(12)：001～007Dec．，2012热带太平洋海面风的年际变化对海平面变化的影响+李艳芳1，左军成2料，李娟2，陈美香2(1．中国海洋大学海洋环境学院，山东青岛266100；2．河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏南京210098)摘要：海平面变化研究的意义在于掌握其变化规律，预测其未来变化及其可能对人类生存生活环境产生的影响。本文使用随机动态和相关分析方法分析卫星高度计资料，结果

2、发现，除了显著的季节信号外，全球海平面存在显著的2～7a的年际周期，相关分析结果显示，这一年际周期跟ENSO密切相关。在太平洋不同纬度海平面对ENSO事件的响应整体上呈现出高纬衰减的变化特征。ENSO期间海平面变化剧烈，在热带太平洋区域，海平面变化受纬向风应力的调制，具有区域特征，海平面的年际变化与赤道流相关达0．6以上，揭示了风主要是通过Ekman作用影响海平面变化。关键词：E1Nino；海平面变化；年际变化；热带太平洋；赤道流；纬向风应力异常中图法分类号：P731文献标志码：A文章编号：1672—51

3、74(2012)12-001—07ENSO现象及其对海洋和大气的影响是物理海洋和气候变化研究的重要问题。作为热带太平洋海气相互作用的结果，ENSO是年际气候变化的最强信号，在全球及区域海平面变化中有明显的体现[1{]。厄尔尼诺发生时，热带东太平洋海平面出现正异常信号，而热带西太平洋海平面出现负异常信号；拉尼娜发生时情况则相反。通过东边界Kelvin波的向极传播及大气遥相关等途径，赤道海区的海平面异常可以影响到中高纬度海区[争11]，例如Jacobs等[12]指出1982--1983年厄尔尼诺期间赤道浅水波

4、到达美洲海岸后通过反射产生了行星尺度的海洋波动，该波动能穿越北太平洋；Strub等[13]研究1997—1998的厄尔尼诺事件，发现赤道海区的海平面异常信号会沿着东边界向南北半球的高纬度海区传播。因此尽管ENSO事件发生在热带太平洋，但是其影响可以遍布整个太平洋甚至全球[14之0

5、。因此，充分认识ENSO期间热带海区海平面变化特征具有重要的意义。从大气角度来看，众多研究表明，ENSO事件与赤道上空的风场异常存在密切关系，如Barnett[21]发现风场东西分量的第一模态与厄尔尼诺事件有关；Wyrtki[2

6、z]认为信风强度与厄尔尼诺的发生有很好的相关性。由于风是驱动海水运动的重要因子，因此分析厄尔尼诺期间赤道海区风与海平面变化的关系是对海平面变化理论的重要丰富。从海水运动的角度分析，海平面变化与海流的异常密不可分，EN—SO期间受风场等众多因子的影响，赤道流系较正常年份有较大差异，因此ENSO期间海流与海平面变化的关系值得探讨。本文利用随机动态分析方法[233和相关分析方法，研究赤道区域的海平面变化与厄尔尼诺的关系，以及厄尔尼诺期间海平面变化与风应力、海流间的关系。1数据和方法1．1高度计数据本文所用的卫星

7、高度计数据是由卫星海洋学存档数据中心(Aviso)空间海洋部门提供的多卫星(Topex／Poseidon，Jason-1，ERSl／2，Envisat)融合的周平均海平面高度距平数据，空间分辨率为1／3o)×1／3(。)，时间跨度取1993年1月～2006年12月。该数据已经进行了各种必要的物理订正，包括电离层延迟、干湿对流层订正，电磁偏差、固体潮和海洋潮、极潮、逆气压订正和仪器订正等，精度约为2～3cm(http：／／www．avi—SO．oceanobs．corn／)。1．2尼诺指数本文所使用的尼诺指

8、数指的是尼诺3．4区[5。S～5。N，120。W～170。W]的SST异常，是由NOAA国家大气研究中心气候分析部门提供的，数据从1950一2008年，本文中统称尼诺指数(http：／／Mvw．cgd．ucar．edu／)。1．3相对流速根据Qiu等[243在刻画北太平洋中高纬度海流强度时提出的相对流速概念，本文给出刻画赤道流系强度的变量——纬向平均流速，定义如下：*基金项目：国家自然科学基金项目(41276018，40976006，40906002)；海洋公益性行业科研专项(201005019)；国家水

9、体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07423—001—2)资助收稿日期：2012—01—30；修订日期：2012-04—08作者简介：李艳芳(1983一)，女，博士生。E-mail：liyf@OUC．edu．cn**通讯作者：E-mail：zuo@OUC．edu，CD中国海洋大学学报№)一划A"U∽曲＆(1)其中：V为海流的平均流速；口(￡)为某一时刻的瞬时纬向流速；A为垂向截面，即取海流在其流幅宽度内的垂直平均，得到