耦合模式中SST日变化对ENSO模拟的影响

论文摘要

在海-气耦合模式中,主要是通过湍流通量（热通量/淡水通量/风应力）的形式进行海气相互作用。当前的海-气耦合模式主要采用的是日平均的湍流通量,这样就忽略了日内的海气相互作用过程,从而使海-气之间连续的相互作用不能得到再现,也会对全球天气、气候的模拟造成偏差。因此,海-气耦合模式的日变化耦合模拟成为新的研究趋势。本文主要采用中国科学院地球系统模式（CAS-ESM）,通过两个试验:基准试验（Ctrl）--耦合频次为1天/次,对比试验（Exp）--耦合频次为2h/次,对比分析了大气与海洋中各主要物理量的气候态平均在两个试验中的差异,海表热收支情况在两个试验中的差异;同时,研究了中东太平洋地区海表面温度（SST）以及海表热通量的年平均、季节平均、秋冬季平均日变化观测事实,以及该地区在Exp试验中的日变化过程模拟情况;最后,研究分析了增加耦合频次后,模式在ENSO振幅、周期、不对称性等方面模拟的影响。通过对模式模拟的对比分析,得出以下结论:（1）CAS-ESM很好地模拟出了全球气候态平均,两个试验模拟的气候态平均的形态与观测都基本一致,各物理量模拟的误差之间都存在必然的联系,Exp模拟结果相较于Ctrl试验,主要在热带地区得到改善;（2）从观测事实来看,SST有明显的日变化,日变化最大值可超过0.2℃,尤以赤道中东太平洋最为明显;CAS-ESM能够很好地模拟出SST的日变化过程,模拟的SST最小值出现在早上7:00左右,最大值出现在下午5:00左右;（3）净的海表热通量及短波辐射通量最小值出现在晚上,最大值出现在下午1:00左右,这与观测基本一致,只是大小略有差异;潜热的日变化情况与观测相差较大,模拟的潜热出现了“双峰”结构,即一天内两个时次达到峰值,但是在观测中并没有这样的体现;（4）提高耦合频次以后,对海表面热收支产生了很大的影响,主要体现在对短波辐射的吸收以及潜热的释放方面;（5）同时,通过考虑湍流通量日变化过程,对ENSO周期与振幅的模拟得到了很大的改善:周期由Ctrl（耦合频率为1天1次）模拟的准4年变为2-7年不等,与观测接近;振幅模拟有所减小;另外,在对ENSO的不对称性的模拟上也得到了很好的改善。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 研究进展
•     1.2.1 SST日变化观测事实的发现
•     1.2.2 气候系统模式对ENSO的模拟
•   1.3 研究内容
• 第二章 SST以及海表热收支日变化观测事实
•   2.1 引言
•   2.2 数据介绍
•   2.3 海表热通量全球分布
•   2.4 赤道中东太平洋热通量日变化观测事实-单站分析
•     2.4.1 SST以及海表热收支年际日变化特征
•     2.4.2 SST以及海表热收支季节性日变化特征
•     2.4.3 各年秋、冬季平均日变化状态
•   2.5 小结
• 第三章 CAS-ESM模拟情况
•   3.1 引言
•   3.2 模式介绍
•   3.3 试验设计
•   3.4 数据介绍
•   3.5 气候平均态模拟情况
•     3.5.1 长期趋势
•     3.5.2 大气部分
•     3.5.3 海洋部分
•     3.5.4 海表热收支情况
•     3.5.5 海冰部分
•     3.5.6 气候态的季节循环
•     3.5.7 热带地区偏差分析
•   3.6 对海表热通量日变化模拟情况
•     3.6.1 CAS-ESM对SST日变化范围的全球分布模拟情况
•     3.6.2 CAS-ESM对SST以及海表热收支日变化模拟情况
•   3.7 小结
• 第四章 对ENSO的模拟情况
•   4.1 引言
•   4.2 Ni?o3.4指数与全球SST相关性分布
•   4.3 对ENSO振幅、周期、锁相的模拟
•   4.4 对ENSO的不对称性的模拟
•   4.5 小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 作者在读研期间科研成果简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘一二

导师: 巩远发,周广庆

关键词: 日变化,耦合模式

来源: 成都信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,海洋学

单位: 成都信息工程大学

分类号: P732

DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000017

总页数: 70

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