在ENSO事件的預報歷史上，Zebia-Cane(1987)模式成功地預報了1986-1987年和1991-1992年的ENSO事件。後來該模式對1993-1995年的海溫距平進行預報，但是與觀測的結果並不一致。儘管對這一模式有很多改進的版本，但總體上預報水平並沒有很大的提高。這一模式僅僅把研究的範圍限定在S2°-N20°的赤道太平洋上，他們認為ENSO循環就在這個海氣耦合的區域中。隨著觀測現象的增多和複雜海氣耦合模式的發展，人們逐漸認識到ENSO事件是多尺度下海氣相互作用的產物。
基本介紹
- 中文名：多時空尺度海氣相互作用
- 外文名：Multitime scale sea - air interaction
- 發源：ENSO是多尺度下海氣相互作用產物
- 分類1：無大陸時的全球海氣相互作用
- 分類2：經向大陸時的全球海氣相互作用
- 分類3：地氣角動量交換
- 分類4：局地海氣相互作用
簡介,無大陸時的全球海氣相互作用,經向大陸時的全球海氣相互作用,地氣角動量交換,局地海氣相互作用,
簡介
在ENSO事件的預報歷史上，Zebia-Cane(1987)模式成功地預報了1986-1987年和1991-1992年的ENSO事件。後來該模式對1993-1995年的海溫距平進行預報，但是與觀測的結果並不一致。儘管對這一模式有很多改進的版本，但總體上預報水平並沒有很大的提高。這一模式僅僅把研究的範圍限定在S2°-N20°的赤道太平洋上，他們認為ENSO循環就在這個海氣耦合的區域中。隨著觀測現象的增多和複雜海氣耦合模式的發展，人們逐漸認識到ENSO事件是多尺度下海氣相互作用的產物。
無大陸時的全球海氣相互作用
考慮一個無大陸的全球海洋與大氣的相互作用，在這樣一個海氣系統中，如果有一相對赤道對稱的緯向異常西風作用於全球海洋，則風應力通過海洋Ekman效應，赤道上海溫升高。赤道緯度帶海溫升高，導致Hadley環流增強。Hadley環流的向極分量形成中緯度及副熱帶大氣西風角動量增大，而向赤道的分量形成低緯度東風(信風)的增大。沿赤道的東風發展，導致赤道冷水上翻，海溫下降。此時對應赤道海溫下降的熱力Hadley環流減弱，沿赤道的東風減弱，即低緯度異常西風發展，於是又形成赤道海溫升高。可見，在無大陸存在的這樣一個水球海氣耦合模型中，也能形成類似ENSO事件的海氣相互作用現象。Hadley環流的異常變化和赤道內外海溫異常之間形成了正-負反饋機制。
經向大陸時的全球海氣相互作用
如果全球海洋被經向的大陸帶劃分成幾個洋盆，大陸上沒有山脈地形。在這樣一個海氣耦合系統中，若有一相對赤道對稱的緯向異常西風作用於全球海洋，則一方面沿赤道海溫升高，另一方面洋盆東部海溫也升高，而洋盆西部海溫降低。在這樣的洋盆海溫分布下，與前一種情況相比多了一個洋盆尺度異常Walker環流的形成和發展。此時，大陸西側為上升支，大陸東側為下沉支，於是低層西風和高層東風在洋盆上同時增強。這一異常Walker環流的形成促使單一洋盆的海氣發生正反饋作用，其結果導致赤道上和洋盆東部海溫繼續升高。而海溫恢復正常的負反饋需要Hadley環流增強引起信風(東風)的發展。在這樣一個包含行星尺度Hadley環流和洋盆尺度Walker環流與海溫異常作用的系統中，洋盆的赤道東部是海溫正距平或負距平出現的地方，而洋盆的赤道西部及其西北與西南部出現相反的海溫變化。這種洋盆尺度的海氣異常分布，就是太平洋上看到的El Nino事件和La Nina事件發生時的海溫異常模態。在這一海氣耦合的系統中，Walker環流起到的是正反饋作用，Hadley環流則起到了正反饋和負反饋的作用。
地氣角動量交換
El Nino事件的預測一直是人們普遍關注的問題，指望找到一種行之有效的預報方法於是人們尋找各種可能的關係與早期信號。1982-1983年異乎尋常的El Nino事件發生後，Rosen等(1984)發現El Nino信號存在於大氣角動量和地球自傳速率或日長的變化中。Dickey等(1992)發現1981年和1985年熱帶西風異常超前El Nino事件大約2年。於是有人用日長變化來預報El Nino事件的發生。從科學上來說，ENSO循環的問題已不僅僅是海洋和大氣兩方面的事情，與天文和地球動力學也取得了聯繫。
局地海氣相互作用
Zebiak和Cane(ZC,1987)用一個中間程度的海氣耦合模式積分了90年，得到了暖期與冷期相間的長周期振盪。海溫異常的模態很像觀測到的el nino事件，但風場不像，主要是東風要比觀測到的大很多。Zebiak和Cane(1987)認為這種東風是虛假的。在理論上，這一模式的作者認為沒法解釋模式海溫異常變化的負反饋機制是什麼。
