东亚副热带西风急流及其年际变率的海气耦合模式模拟

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1、第３３卷第４期海洋学报Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．４２０１１年７月ＡＣＴＡＯＣＥＡＮＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＪｕｌｙ２０１１东亚副热带西风急流及其年际变率的海气耦合模式模拟蔡琼琼１，２，周天军１，吴波１，李博１，２，张丽霞１，２（１．中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京１０００２９；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９）摘要：分析了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室（ＬＡＳＧ／ＩＡＰ）快速耦合气候系统模式ＦＧＯＡＬＳ＿ｇｌ模拟的东亚副热带西风急流，并讨论了ＥＮＳＯ对东亚夏季副热带西风

2、急流位置的影响。ＦＧＯＡＬＳ＿ｇｌ能较好模拟东亚副热带西风急流的空间分布以及季节演变，但较之再分析资料，模式模拟的急流强度偏弱，中心偏南。这主要是由于模式模拟的对流层中上层平均温度一致偏冷，且急流轴南部的冷偏差总是强于北部，使得模拟的经向温度差偏弱造成的。ＦＧＯＡＬＳ＿ｇｌ能合理再现东亚夏季副热带急流位置南北移动的年际变化特征，只是模拟的急流年际变率偏强。分析表明，模式模拟的ＥＮＳＯ偏差是造成西风急流年际变率偏强的重要原因。观测和模拟的东亚夏季副热带西风急流位置的南移多发生在ＥＮＳＯ位相达到峰值之后的夏季，但由于模拟的ＥＮＳＯ强度偏强，峰值多出现在春、

3、夏季，并能维持至翌年秋季，因此，ＥＮＳＯ在其衰减年的夏季，对热带对流层温度异常的加热作用依然很强，造成模式中热带地区的对流层温度异常强于观测，从而导致东亚副热带西风急流年际变率模拟偏强。关键词：气候系统模式；东亚副热带西风急流；模式评估；ＥＮＳＯ中图分类号：Ｐ７３２．６文献标志码：Ａ文章编号：０２５３４１９３（２０１１）０４００３８１１流偏强（弱）时，对应春季中国南部以及夏季中国北部１引言［９］降水偏多（少）。研究表明，急流位置异常通过影响东亚副热带西风急流作为东亚气候系统的重要对流层高层辐散，造成水汽输送异常是急流影响降水成员，与东亚地区的天

4、气和气候现象密切相关［１－３］。［１０］的可能机制之一。此外，急流位置的变化还可能它的北跳和南移过程是东亚大气环流季节变化的主通过影响南亚高压的强度，尤其是南亚高压的东缘，要特征，也是亚洲夏季风爆发和消亡的重要指示因［１１］进而影响我国东部夏季降水异常。［１，４］子，尤其影响着夏季中国东部雨带的范围与强度。大量研究工作指出，急流具有显著的南北向位如急流６月和７月的两次北跳过程与梅雨的开始、结置移动和强度变化的季节变化特征，同时还伴随着束密切相关［２］。另一方面，东亚副热带急流东西向的［１，５－６］６～７月东西向位置突变。根据热成风原理，位置变化对中国东

5、部降水异常分布也具有显著影这种季节变化与对流层中上层温度南北差异的分布［５－７］响。在梅雨期，急流主体位于西太平洋（东亚大结构有很好的对应关系，表明急流的季节变化是对［８］［６］陆）上空有利于（不利于）长江下游降水发生。急流南北温度差异季节变化的响应。强度的变化同样对降水分布具有显著影响，当冬季急急流的年际变化主要表现为急流位置的南北移收稿日期：２０１０１０２８；修订日期：２０１０１２２２。基金项目：全球变化重大科学研究计划（２０１０ＣＢ９５１９０４）；创新研究群体科学基金（４０８２１０９２）；国家自然科学基金（４０８９００５４）。作者简介：蔡

6、琼琼（１９８５—），女，江苏省徐州市人，博士研究生，主要从事气候模拟研究。Ｅｍａｉｌ：ｑｉｏｎｇｑｉｏｎｇｃａｉ＠ｍａｉｌ．ｉａｐ．ａｃ．ｃｎ４期蔡琼琼等：东亚副热带西风急流及其年际变率的海气耦合模式模拟３９［１２－１４］［３０］动，造成这种变化的因素包括多个方面。南极共２６层，顶层到达２．１９４ｈＰａ。模式物理过程同［３１］涛动能够通过大气遥相关影响急流的南北移动，表现ＮＣＡＲ大气模式ＣＡＭ２的物理参数化方案。海洋为晚春时的南极涛动正位相通常对应夏季急流的北分量是基于ＬＡＳＧ／ＩＡＰ第３代大洋环流模式［１５］［３２］移。另一方面，前冬ＥＮＳＯ造成的

7、热带对流层暖Ｌ３０Ｔ６３发展的新版本ＬＩＣＯＭ，水平分辨率为１．０°［３３］异常能够持续到翌年初夏，导致副热带经向温度梯度（经度）×１．０°（纬度），垂直方向３０层。海冰以及［１６－１８］增加，从而急流轴以南西风增强，即急流南移。陆面模式沿用ＮＣＡＲＣＣＳＭ２的ＣＳＩＭ和［３４－３５］数值模式是研究东亚气候的重要工具。围绕大ＣＬＭ。关于ＦＧＯＡＬＳ＿ｇｌ的模式细节，参见篇气环流模式对西风急流的模拟能力，此前有过诸多分末文献［２７］。［１９－２１］析。结果表明，大多数模式都能够再现急流的本文采用“２０世纪气候模拟试验”（２０Ｃ３Ｍ）的结主要特征，但对急流

8、位置和强度的模拟，普遍存在系果，“２０世纪气候模拟试验”是“国际耦合模式比较计［３６］统性偏差