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SST日变化对SST季节内变化的调制作用

闫运伟   2020-12-16

        近日,我室闫运伟副研究员在国际期刊Geophysical Research Letters上发表论文:SST日变化对SST季节内变化的调制作用—基于全球热带大洋锚系浮标观测阵(Rectification of the intraseasonal SST variability by the diurnal cycle of SST revealed by the global tropical moored buoy array)。合作者包括科罗拉多大学(University of Colorado)张磊、复旦大学陈长霖、缅因大学(University of Maine)柴扉及我室于溢和席婧媛。

        日变化是地球气候系统中最基本的周期性变化之一,可以通过非线性效应对更长时间尺度的过程产生重要影响。研究表明热带海区SST日变化可以使SST季节内信号增强20-40%。机理如下:夜间SST基本不受日变化的影响,而白天SST因太阳辐射加热、混合层变浅而升高,这导致天平均SST在有日变化时比无日变化时更高;在热带大气季节内震荡(MJO)的抑制(活跃)相位,海表短波辐射较大(较小),风速较小(较大),导致暖(冷)SST和强(弱)SST日变化;在SST暖(冷)相位,强(弱)SST日变化引起的天平均SST升高更大(小),因此SST季节内信号在有日变化时比无日变化时更强。

        前人工作主要基于个别锚系观测或数值模式结果,本文首次通过分析全球热带大洋锚系浮标观测阵资料研究了SST日变化对季节内变化的调制作用:发现SST日变化可以使SST季节内变化在热带大部分海区(尤其是印太暖池区)增强,而在太平洋和印度洋冷舌区减弱(图1)。印太暖池区,大气强迫海洋,在SST暖/冷相位, SST日变化较强/弱,SST日变化使季节内变化增强;赤道冷舌区,海洋强迫大气,在SST暖/冷相位, SST日变化较弱/强,SST日变化使季节内变化减弱(图2)。

引用:Yunwei Yan, Lei Zhang, Yi Yu, Changlin Chen, Jingyuan Xi, Fei Chai (2020). Rectification of the intraseasonal SST variability by the diurnal cycle of SST revealed by the global tropical moored buoy array. Geophysical Research Letters, 47, DOI: 10.1029/2020GL090913

 

QQ截图20201216153947.jpg

图1、(a)SST季节内方差,(b、c)SST日变化对SST季节内方差的贡献值及比例。

Figure 1. (a) Intraseasonal (20-90 day bandpass filtered) standard derivation (STD) of SST (°C), (b) Difference of the intraseasonal STD between SST (with the diurnal cycle) and the foundation SST (without the diurnal cycle) (°C), (c) Ratio of the intraseasonal STD difference to the intraseasonal STD of SST (%) in the tropics. Filled circles (triangles) denote positive (negative) values. Gray contours denote annual mean SST.

 

QQ截图20201216154000.jpg

图2. SST日变化调制SST季节内变化的示意图(a)印太暖池区,(b)赤道太平洋和大西洋冷舌区。

Figure 2. Schematic diagram summarizing the differing mechanisms responsible for the opposite effects of the dSST on the intraseasonal SST variability between the Indo-Pacific warm pool and the equatorial cold tongues of the Pacific and Atlantic Oceans.