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智协飞教授团队重建的北太平洋湍流热通量资料助推年代际气候变化研究
作者:智协飞               发布时间:2019/5/30 10:22:25              浏览量:679

在研究年代际气候变化时,科学家面临一个比较大的困难就是观测资料的时间序列太短。在年代际气候变化中,北太平洋年代际涛动(PDO)是一个重要的模态,而北太平洋的海气相互作用对我国气候变化具有重要的影响。在海气相互作用中,湍流热通量是一个非常重要的物理量,它反映了海洋和大气之间的热量和水汽的交换。不过,目前所能获取的湍流热通量资料有限,不足以用于年代际气候变化的研究。为解决这一问题,智协飞教授团队近年来重建了基于观测的1921-2014年的长时间序列的湍流热通量资料。以博士生宋斌为第一作者,智协飞教授为通讯作者的论文《1921-2014北太平洋湍流热通量资料的重建》已在日本气象学会会刊发表。

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根据国际综合海洋大气数据集-国际海洋气象档案(ICOADS-IMMA)的海面温度、空气温度、风和湿度的观测数据,他们对观测资料进行了误差订正,利用COARE3.5算法计算了每个观测点的湍流热通量。并使用MFT分布把观测点资料插值到格点中,而对于有些缺测的区域,利用DINEOF方法对缺测部分进行了补缺。在对重建的湍流热通量进行评估时发现,重建资料在气候场、相关系数、变化趋势方面都和现有的资料比较吻合。在气候场中,重建的湍流热通量和其他几种资料的空间分布型一致,并且也能重现最大值出现在黑潮及延伸体区域这一重要物理特征;重建的湍流热通量和其他几种资料湍流热通量都存在比较好的相关性;而重建的湍流热通量和其他几种湍流热通量资料的变化趋势比较一致。在重建的湍流热通量资料和长时间序列的湍流热通量的对比中,重建的潜热通量和ERA-20C的潜热通量在北太平洋相关较好;而重建的潜热通量和20CR的潜热通量在北太平洋东部和西部相关较好,但在北太平洋中部则相关较差,这可能是由于两种资料所用的相对湿度不一致造成的。重建的感热通量和ERA-20C以及20CR的感热通量的相关都较好。另外,重建资料可以很好地重现北太平洋海气相互作用的主要特征,即在北太平洋大部分区域大气驱动海洋,而在副极地锋区则是海洋强迫大气。评估结果显示,重建的湍流热通量资料是可信的,可以为未来的北太平洋年代际尺度海气相互作用研究提供较为可靠的数据支撑。

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1974-2006年重建的湍流热通量资料和其他五种湍流热通量资料(OAFlux, NCEP, NOCS2.0, JRA-55及CORE2)的平均气候场的空间分布,正值代表从海洋指向大气(单位: W m?2)。(a)重建的潜热通量;(b)OAFlux的潜热通量;(c)NCEP的潜热通量;(d)NOCS2.0的潜热通量;(e)JRA-55的潜热通量;(f)CORE2的潜热通量;(g)重建的感热通量;(h)OAFlux的感热通量;(i)NCEP的感热通量;(j)NOCS2.0的感热通量;(k)JRA-55的感热通量;(l)CORE2的感热通量。


论文网址:https://doi.org/10.2151/jmsj.2019-050.