热带太平洋上层洋流异常的复EOF分析-论文.pdf

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1、第31卷第2期海洋预报Vo1．31．No．22014年04月MARINEFORECASTSApr．2014DOI：10．11737／j．issn．1003—0239．2014．02009热带太平洋上层洋流异常的复EOF分析卢妁，包赘，吕庆平(1．中国人民解放军61741部队，北京100094；2．中国人民解放军东海舰队海洋水文气象中心，浙江宁波315122)摘要：采用复EOF分析方法，对全年热带太平洋海域的上层洋流异常做了统计动力诊断，主要结论有：热带太平洋上层洋流异常复EOF分解第一、二模态的空间场均为赤道所俘获，并在赤道南北方向均呈迅速衰减的态势，其表现为赤道陷波

2、的形式。第一、二模态时间系数为复数，其辐角均集中在两个状态，其模则表示了流场异常的大小。该时间系数均有年际变化和年代际变化，其年际变化的周期均与ENSO相同；在冬季，其年代际变化周期分别与北太平洋主要气候模态PDO和NPGO，以及热带外北太平洋流场异常复EOF分解前两模态的周期相同或相近，这反映了热带与中纬度各大气、海洋系统之间的相互耦合。由各模态流场异常可得相应的垂直运动异常，从而可估计SSTA的动力变化；第一模态在赤道东、西太平洋处呈现东西向的跷跷板变化；第二模态则在西太平洋赤道上以及其北侧的西太平洋暖池处，呈现南北向的跷跷板变化。第一模态的性质为海洋赤道Kelv

3、in波的异常，可称之为ENSO的主要模态；第二模态的性质为海洋混合Rossby．重力惯性波的异常，可称之为ENSO的次要模态。关键词：复EOF分析；热带太平洋；大洋环流异常中图分类号：P732．6文献标志码：A文章编号：1003．0239(2014)02．0056—11的，并具有各自的物理意义；故而该方法已获得普1引言遍应用。与通常对标量场(如温度场)EOF分解不同，因水平流场是一个二维向量场，这样对其做统海洋，尤其是热带海洋，是大气运动的重要能计动力诊断则必须采用复EOF分解，这是由于复数源，对气候变化有着不可忽视的影响。大洋环流既可描写二维向量的缘故；然而复EOF

4、分解要比通常影响海洋热含量的分布，也影响到海洋向大气的热的实EOF分解来得复杂；正因如此，除我们的工作量输送过程。低纬度海洋获得了较多的太阳辐射外口，复EOF分解前人涉及较少。能，通过大洋环流可将其中一部分输送到中高纬度从北太平洋海域SSTA的EOF分解知，其有两海洋，然后再提供给大气。前人对热带太平洋海洋个主要的年代际变化气候模态，分别称为PDO模态状态的异常多集中在表层温度异常(SSTA)上，并探(第一模态，其年代际变化周期为约22年)和NP—讨了其与东亚冬、夏季风异常和长江中下游及华北GO模态(第二模态，其年代际变化周期为约13年)；降水、温度异常之间的关系。海

5、洋流场是重要的它们也是北太平洋的两个主要气候模态，并对年代动力学变量，其地位不亚于海洋温度场；为此对热际气候异常有重要影响。我们对热带外北太平洋带太平洋上层洋流异常进行统计动力诊断是很有海域的大洋环流异常做过复EOF分解。并发现其必要和十分有意义的。在气候诊断方面，EOF分解流场异常的第一、二模态均有3—7年的年际变化，是常用的方法律，该方法可用个数较少的几个模态这是ENSO现象在该海域大洋环流异常上的反映；的叠加来描写原来的气候变量场，且又能基本涵盖在年代际变化上，第一、二模态分别有明显的约20年、原来变量场的信息；在此各模态是相互独立(正交)约l8年的周期，第二模

6、态还有较明显的约13年的收稿日期：2012—11—15基金项目：国家“973”项目(2013CB956203)作者简介：卢妁，女，(1982一)，工程师，博士，主要从事气候预测方面的研究。E-mail：xlu2006918@163．COIn2期卢妁等：热带太平洋上层洋流异常的复EOF分析57周期，这分别是PDO和NPGO在该流场异常上的反具体分析参见文献13和l4。该资料已在国内外得映。众所周知，ENSO在热带太平洋表现最显著，其到广泛应用口’”。本文所用的该资料提供了海洋具有3—7年的年际变化周期，并与赤道海洋Kelvin上层1950-2001年共52年在深度112

7、．5、97．5、82．5、波和混合Rossby一重力惯性波关系密切，是气候变67．5、52．5、37．5、22．5、7．51TI上的各月平均洋流，其水化的强信号。我们的工作表明，热带太平洋的EN—平方向采用高斯网格，网格距约为o×1。。本文的SO能够对热带外北太平洋的流场异常发生影响。统计动力诊断范围则取热带太平洋范围，其为ENSO除有3—7年的年际变化周期外，还有年30。S～3O。N，120。E一18O。E一80。W。这里采用的代际变化。DiLorenzo等[81通过量化太平洋年代际诊断方法为复EOF分析，其原理可参见文献2和尺度的动力作用，建立了