一个热带太平洋上层海洋环流模式及其检验研究

为进行enso的模拟与预测，在中国科学院大气物理研究所原有的较低分辨率全球海洋环流模式的基础上，引入依赖于richardson数的垂直扩散方案和太阳短波辐射穿透的物理过程，发展了一个较高分辨率的热带太平洋上层海洋环流模式。利用该模式和1980－1995年大气强迫场的观测，进行了热带太平洋海温及环流的结构和演变的数值模拟研究，并利用美国国家环境预报中心（ncep）的同时段的海洋同化分析，就海洋及其时间变化的三维特征，检验了模拟结果。首先，检验了该模式对enso事件的三维结构特征及其演变的模拟能力，结果表明：这16年间所有冷暖事件的发生、发展和消亡均得到基本正确的模拟，海温异常的强度和结构特征与实况有偏差，尤其是次表层，距平量在赤道西太平洋和沿斜温层显著弱于实况；表层海温（sst）距平与实况较为接近，只是在日期变更线附近偏大。然后，强调海气耦合模式要成功预测enso，真正严峻的考验是海洋模式对次表层海洋的模拟能力，而不能仅仅满足于对sst的正确模拟。因此，为全面评估该海洋模式，探讨模式误差的原因，根据同化资料，找出年际变化和季节变化最显著的区域之后，检验了多年平均状态及其季节变化、年际变率及其季节变化等统计量。结果发现：模式模拟出了海温及洋流的统计年平均状态的基本特征，但误差也是明显的，尤其是斜温层、赤道槽、北赤道脊、北赤道逆流槽，赤道潜流等次表层海洋环流系统具有较大的系统性误差，遣些误差决定了其他统计量的模拟误差的空间分布。