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1、大洋环流和海气相互作用大洋环流和海气相互作用数值模拟数值模拟大洋环流和海气相互作用数值模拟第六讲第六讲 云对海气相互作用的影响云对海气相互作用的影响 u层状云以层状云以反射太阳辐射冷却地球为主反射太阳辐射冷却地球为主u高云起截留地球表面长波辐射通量的作用高云起截留地球表面长波辐射通量的作用u暖池区的长短波暖池区的长短波强迫都很强但净强迫很小强迫都很强但净强迫很小u大洋东岸的层云区都是较强的负强迫大洋东岸的层云区都是较强的负强迫u长江流域的深厚层状云有很强的冷却作用长江流域的深厚层状云有很强的冷却作用云的强迫和反馈云的强迫和反馈大洋东部冷洋面地区、西太平洋暖池、中国大洋东部冷洋面地区、西太平洋暖
2、池、中国东部地区的云辐射强迫特征东部地区的云辐射强迫特征 层云与层云与SSTSST的反馈过程的反馈过程 低层温度升高低层温度升高 低层稳定度降低低层稳定度降低 层云云量降低层云云量降低 低层相对湿度降低低层相对湿度降低 陆地层状云的正反馈过程陆地层状云的正反馈过程大洋环流和海气相互作用数值模拟 第九讲第九讲 中高纬度海气相互作用中高纬度海气相互作用 气候系统中重要的对流过程主要发生在热带气候系统中重要的对流过程主要发生在热带大气和副极地海洋大气和副极地海洋赤道赤道极地极地盐析作用盐析作用中纬度海气相互作用典型特征中纬度海气相互作用典型特征 u热热带带外外中中纬纬度度地地区区的的海海气气相相互互
3、作作用用，主主要要表表现现为为大气对海洋的强迫，特别是在冬季；大气对海洋的强迫，特别是在冬季；u气气候候学学研研究究中中，为为考考察察海海表表温温度度的的异异常常对对大大气气的的强强迫迫作作用用，常常利利用用SSTSST强强迫迫AGCMAGCM，这这类类试试验验假假设设了了在在海海气气相相互互作作用用过过程程中中，海海洋洋对对大大气气的的强强迫迫是是主主要要的的，而而大大气气对对海海洋洋的的反反馈馈过过程程则则可可以以忽忽略略。这这在在热热带带海海洋洋上上可可能能是是一一个个合合理理的的近近似似，但但对对热热带带外海洋、尤其是在冬季来说，则未必正确。外海洋、尤其是在冬季来说，则未必正确。基本概
4、念：感热、潜热通量基本概念：感热、潜热通量基本原理：基本原理：由由方方程程可可知知，净净海海表表热热通通量量异异常常直直接接与与表表层层海海温温的的倾倾向变化相联系；向变化相联系；向向下下的的热热通通量量异异常常与与SSTSST倾倾向向异异常常的的显显著著正正相相关关，实实质质反反映映的的是是大大气气对对海海洋洋的的强强迫迫（向向下下的的热热通通量量增增多多，SSTSST呈增暖趋势）。呈增暖趋势）。由由感感热热和和潜潜热热的的总总体体公公式式可可知知，如如果果SSTSST异异常常自自身身和和向向上上的的感感热热、潜潜热热异异常常呈呈显显著著正正相相关关（或或者者说说SSTSST异异常常与与向向
5、下下的的感感热热、潜潜热热异异常常呈呈显显著著负负相相关关），则则实实质质反反映映的是海洋对大气的强迫。的是海洋对大气的强迫。判断局地海气相互作用是海洋强迫大气判断局地海气相互作用是海洋强迫大气还是大气强迫海洋的方法还是大气强迫海洋的方法q热带太平洋，能够通过热带太平洋，能够通过“大气桥梁大气桥梁”，影响到热带外大洋的海温变化；，影响到热带外大洋的海温变化；q赤赤道道中中太太平平洋洋的的冬冬季季平平均均海海温温，通通过过“大大气气桥桥”，影影响响到到随随后后的的春春季季印度洋、热带大西洋、热带外北太平洋和南太平洋海温。印度洋、热带大西洋、热带外北太平洋和南太平洋海温。关于关于“大气桥大气桥”的
6、总结的总结大洋环流和海气相互作用数值模拟第十讲第十讲 大洋热盐环流大洋热盐环流 u温度和盐度分布是区分大洋特定水团特征的主要物理指标温度和盐度分布是区分大洋特定水团特征的主要物理指标u大西洋、太平洋、印度洋的水团温盐特征不同大西洋、太平洋、印度洋的水团温盐特征不同u全球大洋最为重要的两个水团是北大西洋深层水（全球大洋最为重要的两个水团是北大西洋深层水（NADW)NADW)和和南极底层水（南极底层水（AABW)AABW)u来自海表的风应力、热通量和淡水通量强迫是大洋环流形来自海表的风应力、热通量和淡水通量强迫是大洋环流形成的根本原因。成的根本原因。u受海面风的应力作用产生的海流，称作风生流；受海
7、面风的应力作用产生的海流，称作风生流；u由密度梯度驱动的深层洋流，被称为热盐流。由密度梯度驱动的深层洋流，被称为热盐流。u研究热盐环流重点关注大西洋。研究热盐环流重点关注大西洋。大西洋热盐环流实际指大大西洋热盐环流实际指大西洋经圈环流（西洋经圈环流（MOC)MOC)，包括北大西洋深层水包括北大西洋深层水NADWNADW的南传、以的南传、以及南极底层水及南极底层水AABWAABW的北侵，表层的湾流也是其重要组成部分。的北侵，表层的湾流也是其重要组成部分。热盐环流影响气候的途径：三种，重点是极向热输送热盐环流影响气候的途径：三种，重点是极向热输送Ganachaud and Wunsch(2000)热盐环流崩溃与新仙女木事件热盐环流崩溃与新仙女木事件电影电影后天后天的科学背景的科学背景:全球增暖结果却令欧洲全球增暖结果却令欧洲变冷变冷