未来全球气候变化情景下东海黑潮环流特征及其对大气强迫的响应分析

发布时间：2017-12-11 07:32

本文关键词：未来全球气候变化情景下东海黑潮环流特征及其对大气强迫的响应分析

【摘要】：黑潮是北太平洋一支强大的西边界流，黑潮流经东海的路径常年比较稳定，它不仅对流经区域的水文环境有着重要影响，其对东亚区域的气候变化也有着非常重要的作用。在影响东海黑潮变化的众多因素当中，风应力是不可忽视的一项，无论是局地风应力还是非局地风应力，都会对东海黑潮的上层环流产生重要影响。本文利用德国Max-Planck气象研究所研发的最新版地球系统模式MPI-ESM的模拟结果，分析了2010-2090年北太平洋的风场和环流在全球气候变化情景RCP4.5下的变化特征，并以MPI-ESM模拟结果作为强迫场来驱动高分辨率的区域海洋模式HAMSOM。通过选取东海黑潮典型断面，对区域海洋模式结果进行分析研究，获得了未来全球气候变化情景RCP4.5下东海黑潮的上层环流的变化特征，以及东海黑潮变化与局地和非局地风场变化之间的联系，得到如下结论：（1）与现代气候相比，未来全球气候变化情景下，北太平洋上空的风应力在冬季变化最大，春季次之，夏季和秋季变化较小。在经向风应力变化和中纬度西风带加强并北移的共同作用下，北太平洋副极地和副热带的两处风应力旋度都有所增强。（2）北太平洋的海表面高度（SSH）和风应力的均方根高值区基本在同一位置，并且在中低纬地区的分布非常一致，因此，SSH的变化很可能受风应力变化的控制。（3）北太平洋正压质量流函数的分布特征和季节变化与北太平洋风应力的变化特征非常相似，对流函数场和风应力旋度场进行SVD分析，结果显示两者具有显著的相关关系，左、右异场相关最大值均达到0.6以上。（4）东海黑潮的流速变化主要集中在上层100米以内，风应力能够直接影响深度也约为100米。东海黑潮三个主要断面的上层100米流量的季节变化较为一致，断面流量由大到小依次为：PNPCM1TK。（5）PN断面上层流量的小波分析结果显示，自2010年开始，持续存在着准2年的显著变化周期。4-8年的显著变化周期在2030～2040年间消失，同时出现一个更低频的8-16年的显著变化周期，并持续存在。（6）东海黑潮区域的局地风应力具有典型的季风特征，且冬季风相比夏季风风速更大、持续时间更长。经向风应力年际变化的小波分析结果显示，经向风应力具有准2年和8年的显著年际变化周期，这与PN断面上层流量年际变化的显著周期一致。（7）北太平洋内区风应力场的变化主要影响东海黑潮上层流量的年际和年代际变化，，其风应力旋度对东海黑潮上层100米流量存在超前10个月左右的影响。夏季黑潮上层流量变化与同年6月局地经向风异常之间具有较好的相关关系，高相关区域为南海和东海黑潮流域，最大相关系数达到0.642（通过99%置信检验）；冬季黑潮上层流量变化与上一年8月局地经向风异常之间具有较好的相关关系，高相关区域位于南海，最大相关系数达到0.532（通过99%置信检验）。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P732;P731.27

【参考文献】

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