太平洋十年濤動

太平洋十年濤動（Pacific Decadal Oscillation,，PDO）是一種以10年周期尺度變化的以中緯度太平洋盆地為中心的強、周期性的海洋大氣氣候變化模式。過去的幾個世紀裡，在太平洋20°N以北，振幅這種氣候模式在年際和年代際尺度上都存在著不規則的變化。有證據表明，在1925年、1947年和1977年左右發生的振盪中，普遍性(意味著冷表面水與區域內溫暖水面的變化)發生逆轉；最後兩次逆轉對應於北太平洋鮭魚生產制度的戲劇性變化。這種氣候模式也影響沿海海域和大陸表面空氣溫度。

基本介紹

• 中文名：太平洋十年濤動
• 外文名：Pacific Decadal Oscillation，PDO

現象描述

太平洋十年濤動（Pacific Decadal Oscillation, PDO）是一種以10年周期尺度變化的太平洋氣候變化現象。變換周期通常為20～30年。PDO的特徵為太平洋北緯20度以北區域表層海水溫度異常偏暖或偏冷。在太平洋十年濤動“暖相位”（或“正相位”）期間西太平洋偏冷而東太平洋偏暖，在“冷相位”（或“負相位”）期間西太平洋偏暖而東太平洋偏冷。

美國海洋學家Steven R.Hare 於1997年在研究鮭魚繁殖現象時發現了太平洋十年濤動，並為其命名。

多數科學家認為PDO由厄爾尼諾南方濤動ENSO的“紅化”和大氣隨機過程引發。 科學家通過分析美國加利福尼亞州巴哈地區的樹木年輪還原了了最早到1661年的PDO現象紀錄。

太平洋十年際濤動（Interdecadal Pacific oscillation，IPO）現象具有類似PDO的海面溫度和壓強特徵，周期為15~30年，但影響區域為南、北太平洋。在太平洋赤道區域，幅度最大的海溫偏離正常發生於距赤道有一定距離的區域。這與近十年際濤動（quasi-decadal oscillation ，QDO)差別顯著。QDO以8~12年為周期且海溫異常區域據赤道較近，類似厄爾尼諾南方濤動。

產生機理

ENSO循環-大氣橋

ENSO可以通過“大氣橋”影響到數千公里以外的赤道太平洋環流。發生厄爾尼諾時，深對流對流層的熱傳遞增強了對流層的暖化海面溫度這一enso相關的熱帶強迫產生rossby波它傳播了poleward和東，隨後被折射從極點到熱帶。|||行星波在北太平洋和南太平洋的首選位置上，2~6周建立遙相關模式。enso驅動模式改變了北太平洋上空的地表溫度、濕度、風和雲層分布，從而改變了地表熱量、動量和淡水通量，從而導致海面溫度、鹽度和鹽度等。混合層深度(MLD)異常。

當北半球冬季越深時，大氣橋就越有效。阿留申低壓結果在太平洋中部和北美洲西海岸溫暖潮濕的南風風中，地表熱流通量的變化及較小程度上的變化。Ekman輸運在太平洋中部形成負海面溫度異常和加深的MLD，並溫暖海洋從夏威夷到白令海。

sst reemergence

中緯度sst異常模式往往從冬季開始到下一個冬季，而不是在夏季期間，這一過程是由於強烈的原因而發生的。混合層季節性循環。北太平洋混合層深度較夏季更深，通常為100~200 m，冬季形成的海溫異常和擴展到混合層底部的海溫異常在春末夏季混合層下被隔離，並有效地隔絕了海氣熱流通量。當混合層在下個秋季/冬季再次加深時，異常可能會再次影響地表。這一過程被亞歷山大和Deser命名為“reemergence機制”。在北太平洋大部分地區觀測到，雖然在西部地區更有效，冬季混合層更深，季節周期更大。

隨機大氣強迫

長期海面溫度變化可能是由大氣中的隨機大氣中的混合層引起的，它們被整合到海洋混合層中。隨機氣候模型範式是由Frankignoul和Hasselmann提出的。在此模型中，由風暴作用所代表的隨機強迫通過表面能量通量和Ekman電流改變海洋混合層溫度，而由於湍流能量的增加(冷)sst對大氣的熱損失增加(減少)，使系統受到阻尼。

海洋動力學

幾種動態海洋機制和sst-空氣反饋可能有助於觀測北太平洋的年代際變化。sst變異性較強黑潮n.Oyashio擴展(Koe)區域，並與軸向軸和強度的變化有關，結果表明，在10~10年內，sst方差的年代際變化幅度較小，但未觀測到光譜峰值的觀測值，且sst-空氣反饋值則較少。在強流區，如黑潮延伸區，日本附近發生異常可能會導致太平洋中部下一個冬季發生異常。

共振

Saravanan和McWilliams證明了空間相干大氣強迫模式與非局域海洋的相互作用表現為非局域效應主導局部海面溫度阻尼的最佳時間尺度。這種“共振”機制可能產生北太平洋上太平洋海溫的年代際變化，與異常的Ekman平流和地表熱流有關。

北太平洋海洋環流

動態循環調整是生成十年期的關鍵sst北太平洋峰，過程通過西向傳播海洋。rossby波這是由太平洋中部和東部的風異常所迫。

回響時間尺度由rossby波速度、風強迫位置和盆地寬度組成，黑潮延伸c緯度為2.5 cm s。當rossby波在東太平洋(中部)上啟動時，動態環流調整時間為10年。

如果風白強迫是均勻的，則應產生一個紅譜，隨周期的變化而增加h方差，且在較低頻率下達到恆定振幅，而不含十年或多峰，但低頻大氣環流傾向於固定空間模式主導，風強迫不均勻，如果風強迫為正弦，則強迫盆尺度rossby波共振後產生十年期峰。

西太平洋h異常的傳播改變了在軸和強度並影響海溫異常，導致地球地轉熱輸運異常。近期研究提示阿留申低壓激發的rossby波通過的軸的變化將pdo信號從北太平洋傳播到在，而rossby波則與非營利組織傳播北太平洋陀螺振動信號通過改變的強度變化。

影響

PDO空間模式和影響類似於ENSO事件。冬季阿留申低壓在北美西海岸，溫暖潮濕的空氣逐漸加厚並向南移動，氣溫高於通常的氣溫。但是在太平洋西北阿拉斯加州、墨西哥和東南美國的氣溫卻低於正常水平。阿拉斯加海岸附近、墨西哥和西南美國冬季的降水量高於平時，但在加拿大、東西伯利亞和澳大利亞則有所下降。

McCabe等人發現PDO伴隨著大西洋多年代際振盪（Atlantic Multidecadal Oscillation，AMO）而使西北美國乾旱加劇，乾旱頻率在美國北部許多地區均有顯著增強，在美國西南部出現負PDO階段，如果PDO與正相AMO相關聯，則亞洲季風也受到影響，在負階段印度次大陸上的降雨量增加，同時夏季氣溫下降。

PDO指標	PDO正相	PDO負相
太平洋西北部、不列顛哥倫比亞省和阿拉斯加	高於平均水平	低於平均數
墨西哥至美國東南部	低於平均數	高於平均水平
阿拉斯加海岸範圍	高於平均水平	低於平均數
墨西哥至美國西南	高於平均水平	低於平均數
加拿大、東西伯利亞和澳大利亞	低於平均數	高於平均水平
印度夏季風	低於平均數	高於平均水平