以熱帶海洋大氣耦合模式模擬 El Nino/Southern Oscillation(一)耦合模式的建立與兩種型態

張欽雄 吳明進

國立臺灣大學大氣科學研究所

(中華民國八十五年十一月二十三日收稿；中華民國八十六年十月九日定稿)

摘要

　　El Niño/Southern Oscillation（ENSO）現象，為現在所知影響大氣－海洋系統之氣候中最顯著的現象。為了模擬ENSO的形成與演化，本文採用淺水方程海洋模式與Gill（1980）的大氣模式為基礎的海洋大氣耦合模式來模擬ENSO；其中海洋藉表面溫度場參數化的加熱作用來驅動大氣，而大氣藉艾克曼層的摩擦過程，來吹送洋流的移動。海氣耦合模式即透過這種海洋與大氣間熱量與動量傳送過程，將海洋模式與大氣模式連結成一完整的封閉系統。模式中在處理海洋湧升流效應對海面溫度的影響時，同時考慮垂直溫度平流及斜溫層深度變化。
　　模式的主要架構為在大氣部份所使用的為單層大氣，海洋部份則包含了混合層與艾克曼層組成1(1/2)層的海洋模式。
　　在耦合模式的發展過程中，吾人先單獨測試海洋模式與大氣模式的特性包含了：淺水重力波、凱爾文波和羅士貝波的模擬與邊界條件的測試，及Gill（1980）型態大氣的模擬；在海洋模式中為了能符合實際的邊界條件，故在南北方向上選擇海綿吸收邊界，而在東西方向上選擇反射邊界。
　　當把兩模式結合在一起，並在中太平洋給予一暖水異常擾動，則暖水異常會逐漸向東移動，而造成東太平洋的異常增溫，此與1982/83的ENSO個案相當類似。
　　當模式中給予西風爆發時，暖水異常迅速在東太平洋產生，並以羅士貝波的形式向西傳至中太平洋，此亦與1972/73年的個案相似。

關鍵詞：海氣耦合模式、1972/73 EI Niño、1982/83 EI Niño