全球常年周平均海表溫度場構(gòu)建及其在西北太平洋中的應(yīng)用.pdf

1、海表溫度(SST)是海洋生態(tài)系統(tǒng)和漁業(yè)研究的一個重要因子。利用常年SST平均場可以更好地研究SST長時間的變化趨勢及其變化幅度情況,進而開展遠洋漁場預(yù)報和多年變化研究,SST的變化是人們關(guān)心的問題之一。一個可供參考的SST常年平均場是非常有必要的,因此需要構(gòu)建一個可參照對比的常年周平均SST場,它可用于進行SST異常變化研究及分析的基準。進一步,我們將構(gòu)建的常年周平均SST場用于西北太平洋海域SST長時間變化的研究,因為西北太平洋具有特

2、殊的海洋環(huán)境條件—強大的黑潮暖流與親潮寒流及形成的廣泛交匯,這些條件決定了它是世界海洋中漁業(yè)產(chǎn)量最高的水域之一。
　　現(xiàn)有的常年SST平均參考場主要是為氣候?qū)W研究服務(wù)的,ICOADS(International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set)提供了分辨率為2°×2°的SST月平均場,但是在漁業(yè)領(lǐng)域,短期內(nèi)往往漁場分布范圍相對較小,空間尺度遠沒有氣候?qū)W上空間尺度那么大,時間基本以周為

3、單位,在漁業(yè)研究中對于溫度場的時空精度較高,目前的常年SST平均場已經(jīng)不能滿足目前的漁業(yè)領(lǐng)域的研究,因此建立空間分辨率更高的SST平均參考場是非常有必要的。
　　近年來全球已積累了大量不同衛(wèi)星、不同時段的對地遙感資料,其中NOAA衛(wèi)星所攜帶的AVHRR傳感器獲得的SST數(shù)據(jù)有著30多年的連續(xù)記錄,利用這些業(yè)務(wù)存檔的衛(wèi)星資料可以得到長時間序列SST數(shù)據(jù)集,為常年SST平均場的構(gòu)建提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　基于上述情況,本研究利用近

4、31年的NOAA衛(wèi)星所攜帶的AVHRR傳感器獲得的SST反演數(shù)據(jù),經(jīng)過質(zhì)量控制、插值、算術(shù)平均等計算過程,建立1982年-2012年空間分辨率為0.25°×0.25°的周平均數(shù)據(jù)集,及常年SST周平均場(空間分辨率為0.25°×0.25°),這個常年平均場是目前空間精度和時間精度最高的。在此基礎(chǔ)上,本研究還選取我國一個主要的遠洋作業(yè)漁場—西北太平洋海域(125°-180°E,25°-55°N)作為主要研究區(qū)域,以構(gòu)建的常年周平均場為對比

5、基準,逐周計算了1982-2012年北太平洋海域SST的距平,獲得對應(yīng)的SST距平數(shù)據(jù)集,分析在此階段中該海域SST的主要變化型態(tài)、變化趨勢及其影響因素,利用經(jīng)驗正交分解(EOF)方法對近31年的距平數(shù)據(jù)集進行時空分解,得到其主要的三個變化模態(tài),結(jié)合北太平洋海溫年代際振蕩氣候指數(shù)(PDO),對這三個空間模態(tài)和時間模態(tài)進行分析,分析了近31年西北太平洋海域SST的變化特征及其對全球氣候變化的局地響應(yīng)特點。得到的主要研究結(jié)果如下:
　

6、　1)對AVHRR傳感器獲得的全球范圍內(nèi)1982年-2012年日平均SST數(shù)據(jù)集進行逐年逐周的計算,再進一步對31年的同周數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均計算,構(gòu)建了全球常年SST周平均場,空間分辨率為0.25°×0.25°,這是目前較高空間精度和時間精度的常年平均場。與ICOADS提供的常年SST月平均場比較,得到文章所構(gòu)建的SST周平均場時空分辨率都要高于ICOADS的常年SST平均場,能夠滿足漁業(yè)研究的需要。
　　2)對近31年間西北太平洋

7、常年SST周平均場進行了方差分析,判斷各個地區(qū)的52周的變化情況。該海域的平均季節(jié)溫差變化最大值可達到13℃左右;在局部地區(qū),不同區(qū)域的SST變化幅度存在差別,以日本海變化最為劇烈,溫度變化可達17.8℃;以55°N,180°E為中心的附近區(qū)域SST的變化幅度最小。
　　3)在近31年中,西北太平洋的SST總體上表現(xiàn)為上升趨勢,1998年為近31年的轉(zhuǎn)折期,在1998年以前年平均SST距平值基本處于0℃以下,在1998年以后年平均

8、SST距平值均高于0℃。最高的年平均SST距平出現(xiàn)在2010年,達到了0.5℃左右,表示2008年的SST在近31年中為最暖的一年。
　　4)利用經(jīng)驗正交分解方法對西北太平洋海域的 SST距平進行分解,得到西北太平洋海域的11個主分量,所占比例均在1％以上?？梢越忉尶傮w50％以上的變化量。前三個主分量所占比例比較大,分別為22.16％、9.59％、5.25％,對前三個主分量的時間模型和空間模型做分析。EOF的第一模態(tài)表示的是西北太