第八届青年地学论坛

南大洋是气旋系统和剧烈天气现象多发的大洋，特别是爆发性气旋对海表面的能量收支具有重要的影响。但由于观测数据的匮乏，相比于北半球爆发性气旋的研究，南半球尤其是南大洋的爆发性气旋研究较少。目前对南大洋爆发性气旋的研究主要包括气候统计分析和诊断分析，极少有采用数值模式来模拟和量化爆发性气旋对海洋和海冰的影响。本研究首先基于ERA5海平面气压场再分析资料数据，利用气旋自动追踪算法（Crawford和Serreze，2016），建立了南大洋区域气旋数据集。采用该数据集追踪单个爆发性气旋，利用近期发展的ROMS-CICE冰-海耦合模式进行去除气旋的数值模拟试验。通过对比气旋的去除与否，探究单个爆发性气旋过境时对海洋和海冰的影响程度。为了更好地区分大气环流背景场和气旋中心气压异常的作用，采用外围等压线邻近替换的去除方式对与大气动力相关的变量场进行气旋中心去除后，然后进行对海洋和海冰影响试验。试验结果表明：针对2002年4月于南太平洋产生的一个爆发性气旋，当气压中心达到极小值，局地海表温度的瞬时响应异常的区域平均最大值达到约0.1 ℃，局地海表盐度异常最大值达到约0.1 psu，随后异常逐渐减弱到持平，该持续时间为14-17天左右。同时，次表层海温也出现微弱异常，延伸至次表层约100米处。通过进一步的海表面热通量收支方程分析，海表感热、潜热和混合层垂直扩散是气旋过境中引起海表温度异常的重要贡献因子。另外，当气旋在靠近海冰边缘即将消亡时，通过对海冰质量通量各项分析可知，引起海冰覆盖瞬时异常最关键的因子是动力强迫，且海冰异常在气旋过境后约1-2周迅速恢复。

南大洋，爆发性气旋，表层海温