Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các hiệu ứng lực địa phương và địa chính của các xoáy nước đại dương trong vùng ranh giới cận nhiệt đới đối với khí quyển vùng giữa vĩ độ vào mùa đông
Tóm tắt
Nhiều xoáy nước đại dương đồng tồn tại trong vùng ranh giới cận nhiệt đới Bắc Thái Bình Dương (STFZ) vào mùa đông, có thể được phân loại thành xoáy đơn độc lập, xoáy đôi đồng nhất kết hợp và các cặp xoáy không đồng nhất. Các lực tác động của những xoáy này đến bầu khí quyển vùng giữa vĩ độ được khảo sát sử dụng dữ liệu Tái phân tích Hệ Thống Dự báo Khí hậu (CFSR) từ năm 1979 đến 2009, trong đó được chia thành các hiệu ứng xa và địa phương trong nghiên cứu này. Trong những năm có ranh giới cận nhiệt đới mạnh hơn, có nhiều xoáy đơn độc lập và đôi có tính chất xoáy đối ngược hơn ở phía bắc, nhiều xoáy đơn độc lập và đôi có tính chất xoáy thuận hơn ở phía nam STFZ, và nhiều cặp xoáy với lạnh ở phía bắc và ấm ở phía nam tập trung quanh trục chính của STFZ. Sự phân bố của các xoáy này tăng cường sức mạnh của ranh giới cận nhiệt đới, làm tăng cường sự truyền tải của sóng baroclinic đi lên trong bầu khí quyển thấp, và cuối cùng làm tăng cường gió phương tây ở bầu khí quyển cao, điều này được định nghĩa là các hiệu ứng xa của các xoáy. Tuy nhiên, khác với các lực độ quy mô bể này, ba loại xoáy nước đại dương cũng có các lực độ địa phương khác nhau lên lớp khí quyển biên biển (MABL) trên và trong khí quyển giữa như được thể hiện trong sự khác biệt về lượng mưa địa phương. Các hiệu ứng địa phương của các xoáy đơn độc lập và các xoáy đôi đồng nhất kết hợp xảy ra gần trung tâm xoáy, trong khi đó của các cặp xoáy không đồng nhất xảy ra tại biên giới của hai xoáy.
Từ khóa
#xoáy nước đại dương #khí quyển #cận nhiệt đới #ranh giới cận nhiệt đới #hiệu ứng địa phương #hiệu ứng xa #lớp khí quyển biên biểnTài liệu tham khảo
Bai HK, Hu HB, Yang XQ, Ren XJ, Xu HM, Liu GQ (2019) Modeled MABL responses to the Winter Kuroshio SST front in the East China Sea and Yellow Sea. J Gerontol Ser A Biol Med Sci 124:6069–6092. https://doi.org/10.1029/2018jd029570
Bai HK, Hu HB, Perrie W, Zhang N (2020) On the characteristics and climate effects of HV-WCP events over the Kuroshio SST front during wintertime. Clim Dyn 55:2123–2148. https://doi.org/10.1007/s00382-020-05373-5
Carvalho D, Rocha A, Gomez-Gesteira M (2012) Ocean surface wind simulation forced by different reanalyses: comparison with observed data along the Iberian Peninsula coast. Ocean Model 56:31–42. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2012.08.002
Chan PW (2008) Determination of Richardson number profile from remote sensing data and its aviation application. In: Mann J (eds) 14th International symposium for the advancement of boundary layer remote sensing, vol 1. IOP conference series earth and environmental science, pp U352–U359. https://doi.org/10.1088/1755-1307/1/1/012043
Chelton DB et al (2001) Observations of coupling between surface wind stress and sea surface temperature in the eastern tropical Pacific. J Clim 14:1479–1498. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014%3c1479:Oocbsw%3e2.0.Co;2
Chelton DB, Schlax MG, Samelson RM, de Szoeke RA (2007) Global observations of large oceanic eddies. Geophys Res Lett. https://doi.org/10.1029/2007gl030812
Chelton DB, Schlax MG, Samelson RM (2011) Global observations of nonlinear mesoscale eddies. Prog Oceanogr 91:167–216. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2011.01.002
Chen LJ, Jia YL, Liu QY (2017) Oceanic eddy-driven atmospheric secondary circulation in the winter Kuroshio extension region. J Oceanogr 73:295–307. https://doi.org/10.1007/s10872-016-0403-z
Chen CL, Wang GH, Xie SP, Liu W (2019a) Why does global warming weaken the Gulf Stream but intensify the Kuroshio? J Clim 32:7437–7451. https://doi.org/10.1175/jcli-d-18-0895.1
Chen QY, Hu HB, Ren XJ, Yang XQ (2019b) Numerical simulation of midlatitude upper-level zonal wind response to the change of North Pacific subtropical front strength. J Gerontol Ser A Biol Med Sci 124:4891–4912. https://doi.org/10.1029/2018jd029589
Chen FF, Chen QY, Hu HB, Fang JB, Bai HK (2020) Synergistic effects of midlatitude atmospheric upstream disturbances and oceanic subtropical front intensity variability on Western Pacific Jet stream in winter. J Geophys Res Atmos. https://doi.org/10.1029/2020JD032788
Deser C, Timlin MS (1997) Atmosphere–ocean interaction on weekly timescales in the North Atlantic and Pacific. J Clim 10:393–408. https://doi.org/10.1175/1520-0442(1997)010%3c0393:Aoiowt%3e2.0.Co;2
Di Lorenzo E, Schneider N, Cobb KM, Franks PJS, Chhak K, Miller AJ, Rivière P (2008) North Pacific Gyre Oscillation links ocean climate and ecosystem change. Geophys Res Lett 35:L08607. https://doi.org/10.1029/2007GL032838
Duchon CE (1979) Lanczos filtering in one and two dimensions. J Appl Meteorol Climatol 18(8):1016–1022. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1979)018%3c1016:LFIOAT%3e2.0.CO;2
Fairall CW, Bradley EF, Rogers DP, Edson JB, Young GS (1996) Bulk parameterization of air-sea fluxes for tropical ocean global atmosphere coupled ocean atmosphere response experiment. J Geophys Res Oceans 101:3747–3764. https://doi.org/10.1029/95jc03205
Foussard A, Lapeyre G, Plougonven R (2019) Storm track response to oceanic eddies in idealized atmospheric simulations. J Clim 32:445–463. https://doi.org/10.1175/jcli-d-18-0415.1
Ji JL et al (2018) Oceanic Eddy characteristics and generation mechanisms in the Kuroshio extension region. J Geophys Res Oceans 123:8548–8567. https://doi.org/10.1029/2018jc014196
Kobashi F, Xie SP, Iwasaka N, Sakamoto TT (2008) Deep atmospheric response to the North Pacific Oceanic subtropical front in Spring. J Clim 21:5960–5975. https://doi.org/10.1175/2008jcli2311.1
Ma XH et al (2015b) Distant influence of Kuroshio Eddies on North Pacific weather patterns? Sci Rep. https://doi.org/10.1038/srep17785
Ma XH et al (2017) Importance of resolving Kuroshio front and eddy influence in simulating the North Pacific storm track. J Clim 30:1861–1880. https://doi.org/10.1175/jcli-d-16-0154.1
Mafimbo AJ, Reason CJC (2010) Air–sea interaction over the upwelling region of the Somali coast. J Geophys Res Oceans. https://doi.org/10.1029/2009jc005439
Mantua NJ, Hare SR (2002) The Pacific decadal oscillation. J Oceanogr 58:35–44. https://doi.org/10.1023/a:1015820616384
Mantua NJ, Hare SR, Zhang Y, Wallace JM, Francis RC (1997) A Pacific interdecadal climate oscillation with impacts on salmon production. Bull Am Meteorol Soc 78:1069–1079. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1997)078%3c1069:Apicow%3e2.0.Co;2
Ma J, Xu HM, Dong CM, Lin PF, Liu Y (2015a) Atmospheric responses to oceanic eddies in the Kuroshio Extension region. J Gerontol Ser A Biol Med Sci 120:6313–6330. https://doi.org/10.1002/2014jd022930
Miller AJ, Schneider N (2000) Interdecadal climate regime dynamics in the North Pacific Ocean: theories, observations and ecosystem impacts. Prog Oceanogr 47:355–379. https://doi.org/10.1016/s0079-6611(00)00044-6
Minobe S, Kuwano-Yoshida A, Komori N, Xie SP, Small RJ (2008) Influence of the Gulf Stream on the troposphere. Nature 452:206-U251. https://doi.org/10.1038/nature06690
Nakamura M, Yamane S (2010) Dominant anomaly patterns in the near-surface baroclinicity and accompanying anomalies in the atmosphere and oceans. Part II: North Pacific Basin. J Clim 23:6445–6467. https://doi.org/10.1175/2010jcli3017.1
Nakamura H, Lin G, Yamagata T (1997) Decadal climate variability in the North Pacific during the recent decades. Bull Am Meteorol Soc 78:2215–2225. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1997)078%3c2215:Dcvitn%3e2.0.Co;2
Nakamura H, Sampe T, Tanimoto Y, Shimpo A (2004) Observed associations among storm tracks, jet streams and midlatitude oceanic fronts. In: Wang C, Xie SP, Carton JA (eds) Earth’s climate: the ocean–atmosphere interaction. Geophysical monograph book series, vol 147. American Geophysical Union, pp 329–345. https://doi.org/10.1029/147GM18
Namias J (1969) Seasonal interactions between North Pacific ocean and atmosphere during 1960s. Mon Weather Rev 97:173–192. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1969)097%3c0173:Sibtnp%3e2.3.Co;2
Nencioli F, Dong CM, Dickey T, Washburn L, McWilliams JC (2010) A vector geometry-based eddy detection algorithm and its application to a high-resolution numerical model product and high-frequency radar surface velocities in the Southern California bight. J Atmos Ocean Technol 27:564–579. https://doi.org/10.1175/2009jtecho725.1
Nonaka M, Xie SP (2003) Covariations of sea surface temperature and wind over the Kuroshio and its extension: evidence for ocean-to-atmosphere feedback. J Clim 16:1404–1413. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2003)16%3c1404:Cossta%3e2.0.Co;2
O’Neill LW, Chelton DB, Esbensen SK (2003) Observations of SST-induced perturbations of the wind stress field over the Southern Ocean on seasonal timescales. J Clim 16:2340–2354. https://doi.org/10.1175/2780.1
Palmer TN, Zhaobo S (1985) A modeling and observational study of the relationship between sea-surface temperature in the Northwest Atlantic and the atmospheric general-circulation. Q J R Meteorol Soc 111:947–975. https://doi.org/10.1256/smsqj.47002
Qiu B (1999) Seasonal eddy field modulation of the North Pacific subtropical countercurrent: TOPEX/Poseidon observations and theory. J Phys Oceanogr 29:2471–2486. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1999)029%3c2471:Sefmot%3e2.0.Co;2
Qiu B, Chen SM (2010) Interannual variability of the North Pacific subtropical countercurrent and its associated mesoscale eddy field. J Phys Oceanogr 40:213–225. https://doi.org/10.1175/2009jpo4285.1
Roden GI (1975) North Pacific temperature, salinity, sound-velocity and density fronts and their relation to wind and energy flux fields. J Phys Oceanogr 5:557–571. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1975)005%3c0557:Onptss%3e2.0.Co;2
Russell DR (2006) Development of a time-domain, variable-period surface-wave magnitude measurement procedure for application at regional and teleseismic distances, part I: theory. Bull Seismol Soc Am 96(2):665–677. https://doi.org/10.1785/0120050055
Small RJ et al (2008) Air–sea interaction over ocean fronts and eddies. Dyn Atmos Oceans 45:274–319. https://doi.org/10.1016/j.dynatmoce.2008.01.001
Small RJ, Xie SP, Hafner J (2005) Satellite observations of mesoscale ocean features and copropagating atmospheric surface fields in the tropical belt. J Geophys Res Oceans. https://doi.org/10.1029/2004jc002598
Small RJ, Tomas RA, Bryan FO (2014) Storm track response to ocean fronts in a global high-resolution climate model. Clim Dyn 43:805–828. https://doi.org/10.1007/s00382-013-1980-9
Sun XG, Tao LF, Yang XQ (2018) The influence of oceanic stochastic forcing on the atmospheric response to midlatitude North Pacific SST anomalies. Geophys Res Lett 45:9297–9304. https://doi.org/10.1029/2018gl078860
Sun JX, Zhang SP, Nowotarski CJ, Jiang YX (2020) Atmospheric responses to mesoscale oceanic eddies in the Winter and Summer North Pacific subtropical countercurrent region. Atmosphere. https://doi.org/10.3390/atmos11080816
Tokinaga H, Tanimoto Y, Xie SP, Sampe T, Tomita H, Ichikawa H (2009) Ocean frontal effects on the vertical development of clouds over the Western North Pacific. In situ and satellite observations. J Clim 22:4241–4260. https://doi.org/10.1175/2009jcli2763.1
Uda M, Hasunuma K (1969) The eastward subtropical countercurrent in the western North Pacific Ocean. J Oceanogr Soc Jpn 25(4):201–210. https://doi.org/10.5928/kaiyou1942.25.201
Vecchi GA, Xie SP, Fischer AS (2004) Ocean-atmosphere covariability in the western Arabian Sea. J Clim 17:1213–1224. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2004)017%3c1213:Ocitwa%3e2.0.Co;2
Wang LY, Hu HB, Yang XQ, Ren XJ (2016) Atmospheric eddy anomalies associated with the wintertime North Pacific subtropical front strength and their influences on the seasonal-mean atmosphere. Sci China Earth Sci 59:2022–2036. https://doi.org/10.1007/s11430-016-5331-7
Wang LY, Hu HB, Yang XQ (2019) The atmospheric responses to the intensity variability of subtropical front in the wintertime North Pacific. Clim Dyn 52:5623–5639. https://doi.org/10.1007/s00382-018-4468-9
Wen ZB, Hu HB, Song ZY, Bai HK, Wang ZY (2020) Different influences of mesoscale oceanic eddies on the North Pacific subsurface low potential vorticity water mass between Winter and Summer. J Geophys Res Oceans. https://doi.org/10.1029/2019jc015333
Xie SP (2004) Satellite observations of cool ocean–atmosphere interaction. Bull Am Meteorol Soc 85:195–208. https://doi.org/10.1175/bams-85-2-195
Xue Y, Huang BY, Hu ZZ, Kumar A, Wen CH, Behringer D, Nadiga S (2011) An assessment of oceanic variability in the NCEP climate forecast system reanalysis. Clim Dyn 37:2511–2539. https://doi.org/10.1007/s00382-010-0954-4
Xu LX, Li PL, Xie SP, Liu QY, Liu C, Gao WD (2016) Observing mesoscale eddy effects on mode-water subduction and transport in the North Pacific. Nat Commun. https://doi.org/10.1038/ncomms10505
Yoshida K, Kidokoro T (1967) A subtropical counter-curreut in the North Pacific. J Oceanogr Soc Jpn 23(2):88–91. https://doi.org/10.5928/kaiyou1942.23.88
Zhang XZ, Ma XH, Wu LX (2019) Effect of mesoscale oceanic eddies on extratropical cyclogenesis: a tracking approach. J Gerontol Ser A Biol Med Sci 124:6411–6422. https://doi.org/10.1029/2019jd030595