The calculation of the meridional overturning streamfunction in the southern Indian Ocean is biased by the Indonesian Throughflow.Therefore,this study applies the vertical overturning streamfunction to diagnose the sh...The calculation of the meridional overturning streamfunction in the southern Indian Ocean is biased by the Indonesian Throughflow.Therefore,this study applies the vertical overturning streamfunction to diagnose the shallow overturning circulation in the Indian Ocean.Using the Ocean General Circulation Model for the Earth simulator output,improvements with the vertical overturning streamfunction compared with the meridional overturning streamfunction are explored.The results show that the vertical overturning streamfunction smoothly connects the shallow overturning circulations of the northern Indian Ocean and the southern Indian Ocean with the whole cycle of the subtropical cell and the cross-equatorial cell.The vertical overturning streamfunction shows a much cleaner shallow overturning circulation,which is underestimated by the meridional overturning streamfunction.It shows that the shallow overturning circulation has a magnitude of~13 Sv(1 Sv≡106 m 3 s−1),of which the subtropical cell accounts for~8 Sv.In addition,the vertical overturning streamfunction captures a clockwise overturning cell in the upper 600 m layer between 30°S and 34°S.This cell has a magnitude of about−5 Sv and probably corresponds to the wind-forced subtropical gyre.Therefore,the vertical overturning streamfunction provides a new approach for estimating the shallow overturning circulation in the Indian Ocean.展开更多
本文分析了1948~2007年北半球夏季Hadley环流的主导模态及其变率,结果表明:北半球夏季Hadley环流变率的主导模态包括两个赤道非对称模态,其主体分别位于北半球(简称为AMN)和南半球(简称AMS)和一个赤道准对称的模态(简称QSM),AMN和AMS主...本文分析了1948~2007年北半球夏季Hadley环流的主导模态及其变率,结果表明:北半球夏季Hadley环流变率的主导模态包括两个赤道非对称模态,其主体分别位于北半球(简称为AMN)和南半球(简称AMS)和一个赤道准对称的模态(简称QSM),AMN和AMS主要表征Hadley环流的年代际变率部分,而QSM主要表征Hadley环流的年际变率部分。AMN的时间系数呈现明显的减弱趋势,AMS的时间系数则表现为明显的增强趋势,两个模态的年代际变率表明:北半球夏季Hadley环流发生了显著的年代际转型,在1970年代以前呈现"北强南弱"型,之后转变为"南强北弱"型。印度洋—西太平洋暖池和热带大西洋赤道带海温的异常增暖以及由热带大西洋和印度洋海温非均匀增暖形成的减弱的北半球大尺度经向海温梯度和加强的南半球大尺度经向海温梯度可能是导致上述Hadley环流变率的重要影响因子。不同于两个非对称模态,QSM模态的变率主要与热带东太平洋的海温以及Ni^no3.4指数有明显的线性关系,说明ENSO对夏季Hadley环流的影响主要是在年际尺度上。对Hadley环流年代际转型的进一步分析发现,其越赤道部分的减弱与东半球热带季风区经向越赤道环流的减弱有密切联系。相关和合成分析的结果显示,南海季风、南亚东区季风以及西非季风的强弱与越赤道环流异常有显著相关,热带季风在这些区域的减弱趋势很可能共同受到北半球夏季Hadley环流年代际转型中越赤道环流减弱的影响。然而,南亚西区季风与经向环流没有明显相关,同时也未呈现显著的年代际趋势,这一结果从环流的角度验证了Li and Zeng(2002)将南亚季风区划分为东区和西区的合理性。展开更多
基于HYCOM(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model),以OFES(OGCM for the Earth Simulator)资料为参考,分析了KPP、MY2.5、KT三种不同混合方案对北太平洋西边界流系的模拟结果的影响。结果表明:三种不同混合方案模拟的上层海洋...基于HYCOM(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model),以OFES(OGCM for the Earth Simulator)资料为参考,分析了KPP、MY2.5、KT三种不同混合方案对北太平洋西边界流系的模拟结果的影响。结果表明:三种不同混合方案模拟的上层海洋平均流场与OFES资料相似,但在流向和流幅上略有差异,其中KPP方案模拟的流速与OFES资料最为接近,MY2.5方案次之,KT方案与其差别最大。通过代表性断面上流速的对比分析,对模式就北赤道流、棉兰老流、棉兰老潜流、黑潮的模拟效果进行比较,KPP方案模拟的效果同前人的观测和研究最为接近。分析了北赤道流,棉兰老流,棉兰老潜流,黑潮的流量的季节变化特征,其中KPP方案与OFES资料计算的棉兰老流和棉兰老潜流的季节变化特征与前人描述比较一致,表现为春强秋弱。KPP方案和OFES资料的计算结果表明,北赤道流和棉兰老流大致上是同向变化的,而在冬季棉兰老流同黑潮的变化基本上是一致的。展开更多
利用1951~2010年20CR(20th Century Reanalysis Version 2)再分析资料和NOAA海表温度资料研究了赤道印度洋纬向—垂直环流的季节性差异、变化特征及其与Walker环流的关系。本文首先分析了四个季节赤道印度洋上空纬向—垂直环流的结构特...利用1951~2010年20CR(20th Century Reanalysis Version 2)再分析资料和NOAA海表温度资料研究了赤道印度洋纬向—垂直环流的季节性差异、变化特征及其与Walker环流的关系。本文首先分析了四个季节赤道印度洋上空纬向—垂直环流的结构特征,发现春季和秋季存在严格东西方向上的赤道印度洋纬向—垂直环流。随后,针对春季赤道印度洋纬向—垂直环流变化特征作进一步的分析,研究结果表明,春季纬向—垂直环流的强度及其变率在1951~2010年间持续增强,而该垂直环流的中心位置则表现出明显的年代际变化特征:1981年之前垂直环流的中心位置表现为向西移动,而在1981年后则转为向东移。春季赤道印度洋纬向—垂直环流与Walker环流之间的相关关系同样存在年代际转折,1981年之前两者之间并不存在显著的相关,而在1981年之后,两者之间的关系显著增强。不同年代际时段内赤道印度洋纬向—垂直环流与海温的关系也发生了明显的改变,1981~2010年赤道印度洋纬向—垂直环流主要受到前期和同期太平洋上的ENSO型海温信号的影响,而在此之前该垂直环流主要受到前期和同期赤道东印度洋海温的影响。展开更多
基金supported by the National Key Research and Development Program of China[grant number 2016YFC1401803]the National Natural Science Foundation of China[grant numbers 41976019 and 42076020]+3 种基金the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences[grant number XDA20060502]the open project of the State Key Laboratory of Tropical Oceanography,South China Sea Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences[grant number LTO1910]the Research Program of the Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Guangzhou)[grant number GML2019ZD0306]the Key Research Program of the Chinese Academy of Sciences[grant number ZDRW-XH-2019-2]。
文摘The calculation of the meridional overturning streamfunction in the southern Indian Ocean is biased by the Indonesian Throughflow.Therefore,this study applies the vertical overturning streamfunction to diagnose the shallow overturning circulation in the Indian Ocean.Using the Ocean General Circulation Model for the Earth simulator output,improvements with the vertical overturning streamfunction compared with the meridional overturning streamfunction are explored.The results show that the vertical overturning streamfunction smoothly connects the shallow overturning circulations of the northern Indian Ocean and the southern Indian Ocean with the whole cycle of the subtropical cell and the cross-equatorial cell.The vertical overturning streamfunction shows a much cleaner shallow overturning circulation,which is underestimated by the meridional overturning streamfunction.It shows that the shallow overturning circulation has a magnitude of~13 Sv(1 Sv≡106 m 3 s−1),of which the subtropical cell accounts for~8 Sv.In addition,the vertical overturning streamfunction captures a clockwise overturning cell in the upper 600 m layer between 30°S and 34°S.This cell has a magnitude of about−5 Sv and probably corresponds to the wind-forced subtropical gyre.Therefore,the vertical overturning streamfunction provides a new approach for estimating the shallow overturning circulation in the Indian Ocean.
文摘本文分析了1948~2007年北半球夏季Hadley环流的主导模态及其变率,结果表明:北半球夏季Hadley环流变率的主导模态包括两个赤道非对称模态,其主体分别位于北半球(简称为AMN)和南半球(简称AMS)和一个赤道准对称的模态(简称QSM),AMN和AMS主要表征Hadley环流的年代际变率部分,而QSM主要表征Hadley环流的年际变率部分。AMN的时间系数呈现明显的减弱趋势,AMS的时间系数则表现为明显的增强趋势,两个模态的年代际变率表明:北半球夏季Hadley环流发生了显著的年代际转型,在1970年代以前呈现"北强南弱"型,之后转变为"南强北弱"型。印度洋—西太平洋暖池和热带大西洋赤道带海温的异常增暖以及由热带大西洋和印度洋海温非均匀增暖形成的减弱的北半球大尺度经向海温梯度和加强的南半球大尺度经向海温梯度可能是导致上述Hadley环流变率的重要影响因子。不同于两个非对称模态,QSM模态的变率主要与热带东太平洋的海温以及Ni^no3.4指数有明显的线性关系,说明ENSO对夏季Hadley环流的影响主要是在年际尺度上。对Hadley环流年代际转型的进一步分析发现,其越赤道部分的减弱与东半球热带季风区经向越赤道环流的减弱有密切联系。相关和合成分析的结果显示,南海季风、南亚东区季风以及西非季风的强弱与越赤道环流异常有显著相关,热带季风在这些区域的减弱趋势很可能共同受到北半球夏季Hadley环流年代际转型中越赤道环流减弱的影响。然而,南亚西区季风与经向环流没有明显相关,同时也未呈现显著的年代际趋势,这一结果从环流的角度验证了Li and Zeng(2002)将南亚季风区划分为东区和西区的合理性。
文摘基于HYCOM(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model),以OFES(OGCM for the Earth Simulator)资料为参考,分析了KPP、MY2.5、KT三种不同混合方案对北太平洋西边界流系的模拟结果的影响。结果表明:三种不同混合方案模拟的上层海洋平均流场与OFES资料相似,但在流向和流幅上略有差异,其中KPP方案模拟的流速与OFES资料最为接近,MY2.5方案次之,KT方案与其差别最大。通过代表性断面上流速的对比分析,对模式就北赤道流、棉兰老流、棉兰老潜流、黑潮的模拟效果进行比较,KPP方案模拟的效果同前人的观测和研究最为接近。分析了北赤道流,棉兰老流,棉兰老潜流,黑潮的流量的季节变化特征,其中KPP方案与OFES资料计算的棉兰老流和棉兰老潜流的季节变化特征与前人描述比较一致,表现为春强秋弱。KPP方案和OFES资料的计算结果表明,北赤道流和棉兰老流大致上是同向变化的,而在冬季棉兰老流同黑潮的变化基本上是一致的。
文摘利用1951~2010年20CR(20th Century Reanalysis Version 2)再分析资料和NOAA海表温度资料研究了赤道印度洋纬向—垂直环流的季节性差异、变化特征及其与Walker环流的关系。本文首先分析了四个季节赤道印度洋上空纬向—垂直环流的结构特征,发现春季和秋季存在严格东西方向上的赤道印度洋纬向—垂直环流。随后,针对春季赤道印度洋纬向—垂直环流变化特征作进一步的分析,研究结果表明,春季纬向—垂直环流的强度及其变率在1951~2010年间持续增强,而该垂直环流的中心位置则表现出明显的年代际变化特征:1981年之前垂直环流的中心位置表现为向西移动,而在1981年后则转为向东移。春季赤道印度洋纬向—垂直环流与Walker环流之间的相关关系同样存在年代际转折,1981年之前两者之间并不存在显著的相关,而在1981年之后,两者之间的关系显著增强。不同年代际时段内赤道印度洋纬向—垂直环流与海温的关系也发生了明显的改变,1981~2010年赤道印度洋纬向—垂直环流主要受到前期和同期太平洋上的ENSO型海温信号的影响,而在此之前该垂直环流主要受到前期和同期赤道东印度洋海温的影响。
