西太平洋暖池淡水池的盐度收支—一个全球海洋模式数据的结果

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本文使用JPL的ECCO模式输出的18年(1993-2010)热、盐收支数据,和最新的热盐收支计算方法,并结合WOA09、Argo、OAFlux以及GPCP等观测资料,系统分析了西太平洋暖池淡水池混合层(MLD)内的盐度收支的空间分布状况及其季节和年际变率特征;重点讨论了盐度收支的年际变化与ENSO信号、赤道盐度锋(SF)、障碍层以及热收支之间的相互关联。  多年平均结果表明,淡水池的盐度收支((a)[S]/(a)t)是海表淡水强迫(SEF)与海洋动力过程(ODY)之间的平衡。其中混合作用,特别是湍流扩散项是ODY的主要分量,对该海区由强降水带来的大量的海表淡水通量的耗散起到关键的作用。  淡水池盐度收支的季节信号相对较弱。SEF与ODY相互抵消,使(a)[S]/(a)t始终维持为一小量。ODY中的扩散项起主导作用,远大于平流项和其他分量。ODY与SF的季节性纬向迁移之间具有显著的相关性。此外,扩散项作为ODY的主要分量,具有较为明显的季节信号,且与淡水池内的平均BLT呈负相关。  盐度收支的年际变化结果表明,淡水池内混合层盐度(MLS)的ENSO信号明显,且与ODY的分量平流项和扩散项均具有显著的相关性,受SEF的影响则不明显。(a)[S]/(a)t的平均值虽然很小,却存在明显的年际变化信号。该信号与SEF和ODY都呈显著正相关而非相互抵消,两者的共同作用放大了(a)[S]/(a)t的振幅。值得注意的是,平流项和扩散项都与ENSO信号高度相关,且两者间亦存在极强的负相关(-0.89)。平流项的年际变化幅度具有与扩散项相同的量级,但两者相互抵消。  对SF的纬向迁移以及淡水池内平均障碍层厚度(BLT)的年际信号分析发现,两者均具有极为明显的ENSO信号。盐度收支的扩散项、平流项分别与SF、BLT之间高度相关。分析其超前滞后相关性发现,当平流项作用增强(减弱)时,SF向西入侵(向东撤离),同时扩散作用减弱(增强),局地的BLT随之开始增厚(变薄)。该现象可能是由于在平流作用下,SF入侵(撤离)时,潜沉至淡水池下的高盐水增多(减少),导致BLT的增厚(变薄),稳定层结加强(削弱),从而阻碍(帮助)了淡水池混合层与下层高盐水体的混合。  本文使用同样的数据和方法对淡水池内的热收支状况也进行了计算和分析,并将所得热收支的年际信号与盐度收支进行了相关性分析。结果表明,两者的ODY各分量相关性明显,表明淡水池的盐度收支会影响到热量收支的变化。其中,平流项、夹卷项以及混合项的变化基本同步,但热收支扩散项却明显滞后于盐度收支的扩散项(5个月)以及BLT,这种滞后性可能是与局地障碍层的存在有关。
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