天气预报 > 天气预报资讯列表 > 海洋表面和气候异常

海洋表面和气候异常

2018年04月18日09时42分
   主要在太平洋和大西洋地区进行了观测研究,以研究海洋表面温度异常与对流层环流之间的关系。他们已经确定了大气洋面温度异常,这些异常与大气环流中的月份和季节异常具有相似的空间尺度。与较短的动力学和热力学“大气记忆” 相比,海洋表面温度异常的持续时间表明它们可能是季节和年际气候异常的重要预测因子。
   首先,考虑一些海洋表面温度异常与气候不规则变化之间关系的例子很有用。该萨赫勒,一个区域接壤撒哈拉非洲的南部边缘,在20世纪70年代和80年代,它可以与20世纪50年代期间,一个显着多雨时期进行比较,经历了多次严重的干旱的。获得的数据显示,1950年以后萨赫勒地区“最干燥”和“最湿润”降雨季节之间的7月至9月期间海洋表面温度存在差异。特别值得注意的是热带地区高于正常的地表温度南大西洋,印度洋和东南太平洋海洋以及北大西洋和太平洋海洋温度低于正常水平。这个例子说明世界某一地区的气候异常可能与全球尺度的海洋表面温度变化有关。
   在几个月到一年或两年的时间尺度上,气候异常较短的气候异常也与海洋表面温度异常有关。由于水分蒸发,赤道海洋对这些气候异常影响最大。海洋表面温度相对较小的变化(可能为1°C(1.8°F))可能会导致水分蒸发进入大气。增加低层大气中的水蒸气在被称为“向上运动”的区域凝结会聚区。该过程释放出潜热的缩合,这又提供了的主要部分的能量来驱动热带循环和负责的机制之一厄尔尼诺 / 南方涛本文后面所讨论的动现象。
   鉴于热带大气对热带海洋表面温度变化的敏感性,对它们的影响也引起了相当大的兴趣 温带环流。理论和观测研究均表明,对流层环流对热带太平洋和大西洋海洋表面温度的敏感性。数据是为了证明冬季东太平洋赤道海洋表面温度(厄尔尼诺位置)与对流层中层大气环流之间的相关性。大气模式是一种典型的循环类型,被称为太平洋 - 北美(PNA)模式。这种模式是大气的固有模式,它可能会被热带大气中的热异常所迫使,并由热带海洋表面温度异常迫使它们。正如前面所指出的,增强的热带海洋表面温度增加了蒸发到大气中。在1982 - 1983年和1997 - 98年的厄尔尼诺事件中,冬季整个北半球出现了一系列的环流异常。然而,这些大气模式占中纬度环流变率的50%以下,尽管在某些地区(日本北部,加拿大南部和美国南部),它们可能有足够的幅度用于预报季节性地表温度,可能提前两个季节。
   大气层对中纬度海洋表面异常的响应很难被明确地检测到,因为两个半球在20°和60°纬度之间的湍流西风流的复杂性。这种流动具有非线性混沌系统的许多性质,因此表现出超过几周难以预测的行为。气候本身可以表现出季节性和较长时间尺度的大幅波动,而外部强迫条件(如海洋表面温度)没有任何变化。尽管存在这个固有问题,但观测并模拟了海洋表面温度异常对大气的一些影响。
   海洋对中纬度大气的影响在秋季和初冬最大,当海洋混合层向大气释放它在上个夏季储存的大量热量时。海洋表面温度的异常表明大气可用的热量有多余或缺乏。然而,大气对海洋表面温度的反应不是地理上的随机性。流通过北大西洋和早期冬季的北欧被发现对纽芬兰南部的大型海洋表面温度异常敏感。当该区域存在暖异常时,异常表面反气旋发生在大西洋中部以上的大气层中,与气温异常纬度相似,异常气旋环流位于北海,斯堪的纳维亚半岛和中欧。在纽芬兰南部比正常水温偏冷的地区,环流形势发生逆转,在大西洋中部产生气旋性环流,并在欧洲产生反气旋性环流。大气层对纽芬兰南部这个特定地区海洋表面温度异常的敏感性被认为与上覆风暴轨道和急流的位置有关。这个地区是北半球最活跃的地区,与海洋表层非常大的热通量有关。
   另一个类似海空相互作用事件的例子已被记录在案 北太平洋。夏季海温异常存在统计季节性关系在接下来的秋季和冬季期间,阿拉斯加湾以及太平洋和北美的大气环流。在随后的秋季和冬季期间,阿拉斯加湾海水温度高于正常水温导致飓风的发展增加。这种关系通过北太平洋30多年来每月收集的海面温度和大气压力数据确定。
   上述讨论的北太平洋和北大西洋海洋中的海气相互作用事件提出了这些地区海洋表面温度异常如何启动,如何维持以及它们是否为大气预测提供有用信息正常的天气预报时间尺度(即一至两周)。以往案例研究的统计分析表明,海洋表面温度异常最初是在异常大气压力作用下发生的。然而,一旦发展,海洋表面的温度异常倾向于加强并由此维持异常的大气环流。认为造成这种海洋行为的机制是地表风漂移,混风以及海洋与大气之间的热量交换。因此,预测问题难以回答,因为这些事件取决于大气层和海洋表层之间的同步和相互联系的行为,这允许两个系统之间的积极反馈。