全球常年周平均海表溫度場(chǎng)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(gè)重要因子。利用常年SST平均場(chǎng)可以更好地研究SST長時(shí)間的變化趨勢(shì)及其變化幅度情況,進(jìn)而開展遠(yuǎn)洋漁場(chǎng)預(yù)報(bào)和多年變化研究,SST的變化是人們關(guān)心的問題之一。一個(gè)可供參考的SST常年平均場(chǎng)是非常有必要的,因此需要構(gòu)建一個(gè)可參照對(duì)比的常年周平均SST場(chǎng),它可用于進(jìn)行SST異常變化研究及分析的基準(zhǔn)。進(jìn)一步,我們將構(gòu)建的常年周平均SST場(chǎng)用于西北太平洋海域SST長時(shí)間變化的研究,因?yàn)槲鞅碧窖缶哂刑?/p>

2、殊的海洋環(huán)境條件—強(qiáng)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(chǎng)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(chǎng),但是在漁業(yè)領(lǐng)域,短期內(nèi)往往漁場(chǎng)分布范圍相對(duì)較小,空間尺度遠(yuǎn)沒有氣候?qū)W上空間尺度那么大,時(shí)間基本以周為

3、單位,在漁業(yè)研究中對(duì)于溫度場(chǎng)的時(shí)空精度較高,目前的常年SST平均場(chǎng)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(chǎng)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(shí)段的對(duì)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(shí)間序列SST數(shù)據(jù)集,為常年SST平均場(chǎng)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(jì)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(chǎng)(空間分辨率為0.25°×0.25°),這個(gè)常年平均場(chǎng)是目前空間精度和時(shí)間精度最高的。在此基礎(chǔ)上,本研究還選取我國一個(gè)主要的遠(yuǎn)洋作業(yè)漁場(chǎng)—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(chǎng)為對(duì)比

5、基準(zhǔn),逐周計(jì)算了1982-2012年北太平洋海域SST的距平,獲得對(duì)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(shì)及其影響因素,利用經(jīng)驗(yàn)正交分解(EOF)方法對(duì)近31年的距平數(shù)據(jù)集進(jìn)行時(shí)空分解,得到其主要的三個(gè)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(duì)這三個(gè)空間模態(tài)和時(shí)間模態(tài)進(jìn)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(duì)全球氣候變化的局地響應(yīng)特點(diǎn)。得到的主要研究結(jié)果如下:
　

6、　1)對(duì)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(jìn)行逐年逐周的計(jì)算,再進(jìn)一步對(duì)31年的同周數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均計(jì)算,構(gòu)建了全球常年SST周平均場(chǎng),空間分辨率為0.25°×0.25°,這是目前較高空間精度和時(shí)間精度的常年平均場(chǎng)。與ICOADS提供的常年SST月平均場(chǎng)比較,得到文章所構(gòu)建的SST周平均場(chǎng)時(shí)空分辨率都要高于ICOADS的常年SST平均場(chǎng),能夠滿足漁業(yè)研究的需要。
　　2)對(duì)近31年間西北太平洋

7、常年SST周平均場(chǎng)進(jìn)行了方差分析,判斷各個(gè)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(dá)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(dá)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(shì),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(dá)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(yàn)正交分解方法對(duì)西北太平洋海域的 SST距平進(jìn)行分解,得到西北太平洋海域的11個(gè)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(gè)主分量所占比例比較大,分別為22.16％、9.59％、5.25％,對(duì)前三個(gè)主分量的時(shí)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