《赤道太平洋季内开尔文波的特征》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: cancan
  • 发布时间:2019-03-26
  • 摘要:Kelvin waves in the equatorial Pacific Ocean are an important subseasonal modulator of upper‐ocean thermal and kinetic energy. This study develops a methodology for the objective identification of the waves, including their phase and amplitude, that is based on satellite derived sea surface height anomalies. Composite analysis of intraseasonal Kelvin waves based on the newly developed index reveals important patterns of wave evolution across the Pacific Ocean. The waves maintain an average phase speed of 2.55 m s‐1, with maximum of 2.73 m s‐1 when the downwelling portion of the wave is near 150°W and minimum of 2.35 m s‐1 near 175°W. Kelvin waves attain their maximum amplitude at 150°W, the region where intraseasonal surface wind forcing strongly relaxes, and the waves transition from a forced to a freely propagating mode. The dominant processes controlling the mixed layer temperature also shift near 150°W. Intraseasonal SST anomalies associated with the waves have maximum amplitude of +/– 0.25 °C at 140°W, with much stronger anomalies, +/– 1.4 °C, along the thermocline at 155°W. Waves strengthen the eastward equatorial undercurrent by 76% while shifting its maximum 3500 km to the east. The El Niño Southern Oscillation exerts considerable control over the vigor of Kelvin waves, with statistically significant increases of kinetic energy during El Niño versus La Niña periods. For the benefit of the ocean forecasting community, a counterpart intraseasonal Kelvin wave index is developed that avoids the use of forward time filtering such that wave information is available in real time.

    全文链接:https://agupubs.pericles-prod.literatumonline.com/doi/pdf/10.1029/2018JC014838

相关报告
  • 《太平洋海盆尺度上北赤道流的季节变化》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2020-07-15
    • 北赤道流(NEC)作为热带北太平洋流量最大的一支横贯整个海盆的纬向海流,对西太暖池水体运移及热带-副热带物质、能量交换都起着至关重要的作用。由于ENSO 的季节锁相特点,了解NEC季节变异特征及其动力机制,对认识热带太平洋温跃层的季节变异及该区域短期气候变化乃至ENSO的发生、发展都具有重要意义。 以往基于观测得到的NEC季节变异大多关注西太平洋NEC,缺乏对整个海盆尺度NEC季节变异特征及其动力机制的整体认知,且不同观测得到的西太NEC季节变异差异较大甚至相互矛盾(Qiu&Joyce, 1992;  Donguy&Meyers, 1996)。Liu&Zhou(2020)利用高度计、Argo等观测数据以及再分析数据,研究了NEC流轴、强度在整个太平洋海盆尺度的季节变化及其动力机制。研究结果显示,太平洋海盆NEC季节变化可明显划分为3个区域:西太(145ºE以西),东太(145ºW以东)和内区(145ºE-145ºW),且西太变化与内区和东太截然相反。对NEC季节变异动力机制研究,前人认为太平洋NEC强度的季节变化与该海域温跃层起伏一致变化:即5-6月份温跃层最深时NEC最强,11-12月温跃层最浅时NEC最弱(Wyrtki, 1974; Philander et al., 1987; Wang et al., 2000)。但Liu&Zhou (2020)分析发现温跃层深度季节异常极值的位置在三个区域有较大的差异,西太温跃层深度异常极值明显偏北。由于NEC是符合地转平衡的,更加靠北的温跃层极值有利于其经向梯度自南向北随深度的单调变化,在地转平衡作用下,更有利于流速的一致增强和减弱,从而导致其变异与其他两个区域反位相变化 。她们进一步利用线性第一斜压罗斯贝波模型,不同海盆的NEC流域罗斯贝波传播和Ekman抽吸控制试验进一步揭示了NEC在不同海盆季节变异的动力机制。因此,这项工作从观测角度揭示了NEC季节变化在不同海盆的显著差异,前人所提出的NEC强度季节变化与该区域温跃层深度变化的关系不适用于西太平洋NEC,从而进一步完善了对太平洋NEC季节变化的认知。 目前气候模式中海洋分辨率较粗,它们动力机制本质上遵循线性Sverdrup理论。由于太平洋NEC主轴以南和以北的水体分别进入热带和副热带环流中,因而利用长期观测数据对Sverdrup理论得到的NEC平均输运进行验证,对了解模式误差、提高模拟精度都具有重要的意义。Liu & Zhou (2020)利用多种风场数据结合Argo观测数据对上述问题进行了分析,结果表明:尽管不同风场数据估算的Sverdrup输送与实测输送基本一致,但在NEC主轴南、北两侧的输运与观测值存在巨大差异,有些差异甚至超过了其平均值。这一显著差异表明,风场误差会对强迫模式中北太平洋热带-副热带环流物质、能量分配可能产生显著的影响。因此,这一研究成果对了解风场误差对海洋环流及气候模拟的影响,提高模式的模拟精度具有重要的参考价值。 摘自:全球海洋科技发展动态2020年第六期 刘雪琪 编译
  • 《中国科学院海洋研究所在赤道西太平洋中深层环流季节变化研究中取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2024-07-04
    • 近日,中国科学院海洋研究所尹宝树研究团队在赤道西太平洋中深层环流季节变化研究中取得新进展,加强了我们对赤道太平洋中深层环流季节变化的理解,相关成果发表于JGR: Oceans。 赤道西太平洋温跃层之下存在着季节性反向的纬向流动,前人已指出该季节性变化是由年周期Rossby波第一经向模态主导。然而,以往研究大多集中在1000 米以浅,而对中深层(1000~3000 米)的研究相对较少。尹宝树团队使用ECCO再分析数据以及OFES模拟结果,在中国科学院海洋研究所西太平洋潜标数据的支持与验证下,针对以上科学问题展开研究。 研究结果表明,西太平洋中深层环流在季节尺度上不仅具有反向特征,还表现出了明显的相位上传,这些现象在潜标数据中同样可以发现。通过计算斜压模态占比,发现赤道西太平洋是由第一和第二斜压模态主导。单独的第一或是第二斜压模态都不具有相位的垂向传播。一系列Rossby波斜压模态叠加实验表明,第一和第二斜压模态相位差在0到π的范围内可以引起向上的相位传播,而相位差在π到2π的范围内则引起向下的相位传播。这一相位差的存在,表明引起西太平洋中深层环流季节变化的第一和第二斜压Rossby波可能是在不同的时刻被激发的。同时,西太平洋中深层环流其实是赤道深层射流(EDJs)的一部分,EDJs在垂向上表现出了向下的相位传播。本研究表明π到2π的相位差可以引起向下的相位传播,这对研究EDJs形成机制也具有启发意义。 文章第一作者为中国科学院海洋研究所硕士研究生骆正朴,通讯作者为杨德周研究员,论文合作者包括助理研究员许灵静、博士研究生李宇轩、博士研究生张航、汪嘉宁研究员和尹宝树研究员。研究得到了崂山实验室项目、中国科学院战略先导科技专项以及国家自然科学基金等资助。 论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JC020418 论文信息:Luo, Z., Yang, D., Xu, L., Li, Y., Zhang, H., Wang, J., & Yin, B. (2024). Baroclinic Rossby waves with phase lag cause seasonal upward-propagating signals in the mid-depth equatorial Pacific Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020418. https://doi.org/10.1029/2023JC020418