热带太平洋海表面温度（SST）日变化的数值模拟研究

作为气候系统变化的基本尺度，季节变化和日变化与人类生活关系十分密切。在现有气候系统模式中，季节变化基本已经被考虑而且能够被合理再现。但对于日变化，特别是与海气相互作用紧密相关的海表面温度（SST）的日变化，绝大多数气候系统模式均未能合理再现。在热带太平洋，平均SST很高，海气相互作用非常强烈，SST一旦发生日变化，势必影响整个海气耦合系统。现有的国内外研究SST日变化大多采用一维的混合层模式，采用海洋环流模式（OGCM）和耦合模式（CGCM）的模式比较少。而且，对SST日变化产生的原因和动力条件，认识很有限。因此，鉴于SST日变化产生的重要作用，本项目将首先在OGCM中合理再现热带太平洋的SST日变化特征，揭示控制SST日变化因子及其动力和热力过程。在此基础上，探讨SST日变化在CGCM中对海气热通量及长时间尺度气候的影响。

本项目基于气候系统变化最基本的时间尺度－日变化展开。利用三维海洋环流模式(OGCM)和耦合模式(CGCM)，进行了SST日变化的数值研究。通过考察热带太平洋SST的日变化特征，对比卫星观测和站点观测，发现现有的海洋环流模式能够较好的模拟SST日变化的基本特征（包括振幅和位相）。SST日变化的振幅的水平分布与观测的能够较好对应，主要受太阳辐射振幅的调制。SST日变化峰值一般出现在15－16时（当地时间），落后太阳辐射峰值2－3小时，接近观测。 但模拟的振幅比观测偏小0.1-0.2°C，可能与模式第一层的垂直分辨率和表层混合太强有关。通过减小表层混合，模拟的SST日变化振幅能够增大。SST日变化振幅主要受太阳辐射大小及其混合大小控制。在耦合模式中，也能模拟出SST的日变化振幅和位相，但模拟的气候态振幅偏小，但是在一些时间里，SST日变化振幅可以达到1-2°C。在OGCM中，分辨出SST日变化，能够影响平均SST的模拟。在耦合模式中，分辨SST日变化对平均SST的影响很显著，在赤道中东太平洋地区可以达到1－2°C。这种量值变化可比于由ENSO引起的变化，这种变化会显著影响大气环流和海气相互作用。本项目的研究基本完成了申请项目时的研究内容和目标，取得明显的成果。