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計畫&論文

以熱源驅動Gill模型解與熱帶年際震盪的比較

郭品秀


摘要

        Gill(1980)所提出的簡單模式,被廣泛用來解釋熱帶大氣在非絕加所提出的簡單模式,被廣泛用來解釋熱帶大氣在非絕加熱下的強迫反應。此模式也被與簡單海洋耦合,廣泛用在聖嬰現象的研究。但 Gill 的簡單模式是否足以解釋觀測流場、質量與熱源等 的年際變化呢?本研究應用 GPCP v2.2 GPCP v2.2 月平均降水、輻射資料以及乾位能 月平均降水、輻射資料以及乾位能 對流項導出伴隨 El Nino El NinoEl NinoEl NinoEl Nino演化的大氣熱源項,並依據拋物柱面函數將分解成對稱及反於赤道的量,以 Gill 模式計算出風場及重力位高度, 並與 EC -interim interiminterim interim 中對應的風場與重力位結果進行比較,據以量化熱帶 大氣(對稱、反結構)熱源自由環流的影響。
        以 1997 年 12 月為 例,大氣的風與質量距平場第一斜壓分顯示月為 例,大氣的風與質量距平場第一斜壓分顯示對稱赤道的結構。若僅考慮降水分量為熱源,代入模式所得解對稱赤道的南北氣旋環流,其位置跟觀測結果相比偏西且向高緯度擴張若加入降水在反對稱結構分量,模式解與觀測特性差異更大。接著我們將乾位能對流項視為熱源,發現可以增強稱赤道的度、減少不對稱性,導致模式赤道解的強度增使環流更接近觀測場量值與局限熱帶的空間分佈。至於 輻射項的作用相較於前兩者來說小很多。
        上述模式與 觀測場的比較,顯示在聖嬰最強冬季降水SSTA SSTASSTA對 應,主要分佈於中東太平洋赤道區但第一斜壓環流為對稱的兩個氣旋環流,模式解偏弱約 50% ,熱源以西的 兩個氣旋環流偏東東風過強。部分差異可能與模式的 dissipationdissipation dissipationdissipationdissipationdissipation 項、平流效應的忽略熱源 的垂直分佈有關;部顯示 Gill 模式的缺陷。此外,降雨非對稱性與第 一斜壓環流的對稱性差異,顯示低層(或邊界)與降水分量沒有被Gill考慮到。

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