现代气候学进展
课程文
英文题目 The impact of SST resolution change in the ERAInterim reanalysis on wintertime Gulf Stream frontal airsea interaction
中文题目 ERA时分析数中SST分辨率改变冬季湾流前海气作影响
学生姓名 ***
学 号 20161212298
学 院 应气象学院
专 业 应气象学
指导教师 ***
二Ｏ七 年 六 月 十三 日
ERA时分析数中SST分辨率改变
冬季湾流前海气作影响
Rhys Parfitt 12 Arnaud Czaja 2 and YoungOh Kwon 1
1Physical Oceanography Department Woods HoleOceanographic Institution Falmouth Massachusetts USA 2Department of Physics Imperial College London London UK
摘：文研究海湾流域海气相互作ERA时分析数中海面温度（SST）分辨率敏感性选取1979年1月2001年12月（SST分辨率1°×1°）2010年12月2016年2月（SST分辨率005°×005°）两时期6年高分辨率SST冬季低SST分辨率机选取六冬季进行评估结果然气候变率鲁棒性较中发现湾流前空气海显热通量交换变化均SST梯度变化高度相关导致气锋面增加均降水量减少高达30％结果强调高SST分辨率海洋锋天气气候影响重性
1 引言
中等纬度气候系统中海面温度强海洋条件（SST）分辨率重作已研究（例Chelton et al 2004Sampe and Xie 2007 Minobe et al 2008 Nakamura et al 2008 Kwon et al 2010 Booth et al 2012]然重性受争议问题篇文章表明海洋正面带发挥影响关键物理机制通迁移天气系统相关气中温度作[Parfitt et al2016 ]项研究中海湾流（GS）SST梯度（类似分辨率降低）幅度减少导致数GS前冷锋减少30％提出热阻尼加强（TDS）机制解释观察变化（参见图S1）气条件嵌入已知正面区域GS时间均气状态偏压系统中[O'Neill等2015 ParfittCzaja2016]关重TDS仅高度赖SST解决方案建议会出现阈值解决方案机制解决[Smirnov et al2015 Willison等2013]事实般说海洋气耦合代表性足直SST梯度代表足关[Chelton2005]鉴重新分析数集中识相关伪关重粗糙SST分辨率SST分辨率时间变化
进步动机期敏感性研究提供解决黑潮扩展（KE）欧洲中程天气预报中心（ECMWF） 分析（ERA） 中期数集SST变化[Masunaga等2015 2016] 系列研究发现规定SST分辨率足够高情况KE气边界层存观中尺度印记进行分析 文目调查变化SST分辨率海洋气前相互作ERA中期数集影响 重点冬季GS部门SST梯度面积中等气压力频率区[Berry等2011a] 第2节中介绍数方法 结果见第3节第4节提供总结讨
2 数方法
ERAInterim全球气分析数集[Simmons et al2007 Berrisford et al2009 Dee et al2011]1979年1月起提出光谱分辨率T255（〜07°）075°×075°度纬度网格获 项研究中925hPa压力水水风空气温度12时场（0000UTC1200UTC） 研究中0000UTC1200UTC两种短程预报累积出明显热通量流降水规模降水
然气模型分辨率整数集中保持变规定SST数已改善两倍 1979年1月2001年12月间SST分辨率10°×10°2002年1月2009年1月05°×05°2009年2月起SST分辨率005°×005°研究旨通较6年冬季DJF（12月2月中表示12月份DJF20102010年12月2011年1月2011年2月）2010 2015年（高分辨率1979年1月2001年12月期间6次机选择6年DJF冬季SST分辨率005°×005°（低分辨率SST分辨率10°×10°）六低SST分辨率周期重复较评估独立然气候变率（例北西洋涛动）相位结果鲁棒性总结表1示图1显示低分辨率样i均SST差异SST iðÞSST lowres iðÞ SST高分辨率低分辨率样品图显示图S1支持信息中然图间存微妙差异GS前信号（ΔSSTe±2K）中六间高度致图1b示出均SST梯度幅度相应差异SSTlow？res ið？ ？ SST高分辨率低分辨率样i次低分辨率样品图显示图S1支持信息中前述六种较差异模式非常相似说明SSTSST梯度相永久性神器SST分辨率变化导致部气候变率相位关
评估种神器区域正面空气 海洋相互作影响气正面网格点识Fdiagnostic[Sheldon2015 Parfittetal2016] Fζζ925∇T925 j jζ∇T o j j> 1区域认正面网格点区域中|∇T925 | 925hPa压力水温度梯度ζ925压力表面等压相涡度ζo40°N时科里奥利参数|∇To | 1K 100km温度梯度典型尺度 冷锋通u 925∇T925> 0识中u 925925hPa水速度通常建议[例Hewson1998] 注意F阈值变化优先选择更强更弱正面区域改变研究中出结
3 结果
31 冷锋频率变化
图2a2b分显示20102015年高分辨率DJF气前冷锋频率分6年冬季总时间部分两数字出正面正面频率总额定频率原事实正预期样研究表明冬季墨西哥湾流区域寒冷正面频率约两条频繁温暖前（例Berry等2011a]研究余部分仅专注冷锋图2c描述低分辨率样品i冷正面频率低分辨率样品相曲线显示图S3支持信息中样GS前面宽频率信号相应总6年冬季时段〜10％间然空间结构间存细微差异样间会出现规模变异性
图2d示出高分辨率周期低分辨率样i间冷正面频率百分变化（低分辨率采样 高分辨率周期蓝色（红色）表示较高（较低）正面频率高分辨率期）Lowres样相应图示图S3支持信息中低分辨率样GS部分区幅度降着北部南部增加显示出更广泛GS区存三极杆变化种情况三极支路中存变化幅度致相绝值高达30％六较间致性表明信号然尺度变异性鲁棒性事实图2d中绘制低分辨率样品iGS矩形域（285°78°W315°525°N）百分变化间空间相关性相百分变化低分辨率样品中结构域显示出非常高值（表1（I））
表1 低SST分辨率6年冬季高SST分辨率时期六机选择冬季季节摘
（IIIIII）三变量（285°78°W315°525°N）空间模式相关性 （I）低分辨率样品i（图2d）频率变化低分辨率样品相数量（图S3fS3j）间相关系数 （II）高分辨率期间（图3cS4fS4j）低分辨率样间dQ dy变化SST低分辨率相应变化间相关系数 （图1bS2fS2j） （III）低分辨率样品i（图4c）总降水变化低分辨率样品相数量间相关系数（图S7fS7j）
图1（a）高分辨率周期低分辨率样i间均SST差异SST低分辨率？ SST高分辨率 （b）均SST梯度相应差异SST low？res ið？？ SST高分辨率 低分辨率样品i均SST轮廓绘制3°C24°C间隔3°
图2（a）气前（b）冷锋频率仅高分辨率时段作高分辨率时段总6年部分 高分辨率周期均SST轮廓绘制3°C24°C间隔3° （c）低分辨率样品正面频率 （d）高分辨率低分辨率样i间冷正面频率百分变化 差值计算低分辨率样减高分辨率周期蓝色（红色）表示高分辨率周期中较高（较低）正面频率 图2c2d低分辨率样品i均SST轮廓绘制3°C24°C间隔3° 图2d中矩形黑盒子表示结构域（285°78°W315°525°N）
数GS前正面频率30％左右广泛降幅度第1节中讨先前研究中发现相似研究冷锋面频率SST分辨率变化敏感性 气总体循环模型（AGCM）跨越GS区域[Parfitt et al2016] AGGS实验变化TDS机制SST梯度解析关系SST梯度影响通该区域气前空气 海显热通量梯度强度 节进步讨问题
32 交叉冷锋明显热通量梯度变化
图3b示出均交叉正面空气 海显热通量梯度dQ dy（Wm2 100km中Q热量海洋释放气中Q定义正）冷气条带 2010 2015年高分辨率DJF点 更具体说位置识出寒冷气前方时建立垂直冷扇区指矢量（y） 然计算该矢量（横跨前面）显热通量梯度计算整周期中位置复合均值 梯度定义冷部分dQ dy正（负）均热敏通量梯度通TDS（支持信息图S1）热阻（强化）冷锋
GS箱远离GS前区空气 海洋热交换会轻微阻止冷锋（约2030Wm2 100km）GS前存偶极子前方北面空气 海洋热交换中心区（〜0Wm2 100km）加强冷锋（〜10〜15Wm2 100km）区域然前面南部增强衰减（> 40Wm2 100km）区域种分布强烈优先强GS前齐通气冷锋强化模式图3a示出图3b类似复合物低分辨率样品i余低分辨率样品显示支持信息图4中图3中GS盒远处区域低分辨率样品GS前趋势空气 海洋热交换适度抑制冷锋（约2030Wm2 100km）GS前存偶极图然存着GS前区域空气 海洋热交换中立行动加强冷锋前方南面然存强化阻尼（> 40Wm2 100km）区域北部现较弱衰减区域（〜10Wm2 100km）换句话说较解决GS前锋均通空气 海明智热通量交换衰减通气冷锋种现象Parfitt等发现致 [2016]
图3（a）低分辨率样品i（b）高分辨率样品i位置处冷气条带历均横正面空气 海显热通量梯度dQ dy（文中定义） Res期 （c）高分辨率期6年低分辨率样i间幅度差异高分辨率周期减低分辨率样（注意符号约定图1图2相反）计算 负（正）差异意味着低分辨率样中气冷锋均均衰减（低）高高分辨率时段 Lowres样品i均SST轮廓图3a3c中3℃间隔3℃24℃绘制高分辨率时间段SST轮廓图3b中绘制
图3c显示高分辨率周期低分辨率样i（高分辨率周期低分辨率采样）间幅度差异低分辨率样曲线显示支持信息中图S4 差异负（正）情况低分辨率样中气寒冷均均衰减较少（低高分辨率时段）非洲陆外存负面差异区着海岸程度蜿蜒GS前通该区域陆传播气寒冷前线低分辨率样品中会高分辨率时段更强劲衰减风暴10ms左右时间行进[1] [Neu et al2013]时间尺度高达1天热正面空气 海洋相互作会转化约10°差异图2d示38°50°N间略微偏移空间位置较冷正面频率稍宽区域意想图S5中支持信息中明确显示种偏移空间关系支持信息图S6显示低分辨率样中较弱衰减正面频率增加间相应偏移空间关系区域外dQ dy变化复杂结构种致性难突显然高分辨率周期低分辨率样间dQ dy差异GS矩形域（285°78°W315°525°N）中空间相关性∇相关联差异SST低？显示出非常高相关性（表1（II））换句话说似正调整该区域气冷正面频率变化气寒冷前空气 海显热通量梯度变化低分辨率均SST梯度变化解释样高分辨率时段
图4（a）高分辨率时段均总降水量（b）低分辨率样品i （c）高分辨率期低分辨率样间差异百分i 该差值计算100×（低分辨率高分辨率）（高分辨率）负（正）值意味着高分辨率期间降水更（较少） Lowres样品i均SST轮廓3℃24℃3℃间隔绘制图4b4c示 高分辨率周期均SST轮廓绘制图4a中
33 总降水变化
观察SST梯度变化气冷额定频率影响然影响相关变量明显例子区域降水墨西哥湾流域极端降水事件严重偏正面系统[ParfittCzaja2016]图4a示出高分辨率时段均总降水量（流尺度）单位mmd？1图4b显示低分辨率样品i均总降水量低分辨率样均降水量显示支持信息图S7中然低分辨率样中存GS前相悖般空间结构间分布幅度间存微妙差异预期然变率然图4c说明高分辨率周期低分辨率样i间百分差异表明整前总降水量中存高达30％广泛降低低分辨率样中回显信号（支持信息图S7）值注意般空间结构方面百分降流规模降水中分（未显示）实际降水总量降幅度GS前图2观察气冷面幅度降相种关系许完全意料外高达90％降水量温带气旋关[Hawcroft et al2012]次六种较间致性说明该信号规模变性鲁棒性（表1（III））强调广泛减少区域北部南部降水实际增加区图2中观察正面频率变化三极杆模式致
4 总结讨
文研究冬季海湾流域区气海洋相互作ERA中期分析数集中SST分辨率相互作敏感程度低分辨率期间选择六冬季（DJF）机选择1979年1月2001年12月2010 2015年高分辨率DJFF 6年六次较中GS前低分辨率时段气寒冷频率降低30％强SST梯度北部南部存高达30％增加六较变化间高度相关性表明信号然变率鲁棒性变化幅度明显长期趋势预期值[例Berry et al2011b]分析冷锋前空气 海显热通量梯度变化显示频率变化机械热阻尼强化相致[Parfitt et al2016]种机制高度赖气海洋前解决程度空气 海显热通量梯度变化SST梯度指数相关变化间空间分析表明两者高度相关然适指出素分辨率影响边界层垂直风影响助正面频率变化幅度模式正期样冷锋频率变化伴着表面风暴轨迹活动相应变化（根Wallace等[1988]定义图S8）结果研究[例Parfittetal2016]起表明SST梯度影响会绝SST调控暴风雨中影响更SST作然非常重[Booth等2012]外总降水量六次较中例中发现高达30％强劲变化冷额定频率变化结构幅度致预期鉴气冷锋中纬度风暴轨迹间降水高度相关特冬季墨西哥湾流域（Catto等2012）
研究结果转载六额外低分辨率期中期间连续（机）20更明显6机年期（未显示） 种情况结保持稳健 值注意6年高分辨率时段均值12月 3月北西洋涛动指数[Hurrell1995]6年低分辨率样分布中位数致相 结果量年际变异性（支持信息图S9）
项研究进步暗示SST梯度海洋战线影响中纬度天气气候方面作重性例KwonJoyce [2013]显示墨西哥湾流道年代际变化尺度气候变率具显着影响SST梯度具相关异常模式外Parfitt [2014]表明湾流SST梯度变化导致通气前转显着改变传播方高达10°研究结果进步表明SST梯度海洋天气影响中纬度天气气候具重作目前正探索途径专门根SST梯度（例Frankignoul等[2011]KwonJoyce [2013]Oyashio扩展指数）表面开发西部边界流海洋指数性热通量交换梯度更传统变量海面高度[例邱等2014]
次指出SST梯度样重SST数身分辨率两者密切相关分辨率改变动影响渐变考虑SST分辨率（SST梯度变化）变化研究中观察正面频率降水中造物分析长期趋势时必须心法进行分析中SST分辨率变化二者间较SST分辨率数集事实强调文物存ERA时分析中存数化意味着SST分辨率增加影响超化限制事实果制约完全足够期仅仅观察年际变率外鉴研究表明气层海洋间相互作足够高分辨率适考虑[Smirnov et al2015 Parfitt等2016]着气候模式分辨率增加海洋正面带尺度变异性影响越越然种增加确切幅度程度机制然悬未决问题作者目前正进行进步研究高分辨率低分辨率耦合气候模型模拟
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现代气候学进展
课程文
英文题目 The impact of SST resolution change in the ERAInterim reanalysis on wintertime Gulf Stream frontal airsea interaction
中文题目 ERA时分析数中SST分辨率改变冬季湾流前海气作影响
学生姓名 ***
学 号 20161212298
学 院 应气象学院
专 业 应气象学
指导教师 ***
二Ｏ七 年 六 月 十三 日
ERA时分析数中SST分辨率改变
冬季湾流前海气作影响
Rhys Parfitt 12 Arnaud Czaja 2 and YoungOh Kwon 1
1Physical Oceanography Department Woods HoleOceanographic Institution Falmouth Massachusetts USA 2Department of Physics Imperial College London London UK
摘：文研究海湾流域海气相互作ERA时分析数中海面温度（SST）分辨率敏感性选取1979年1月2001年12月（SST分辨率1°×1°）2010年12月2016年2月（SST分辨率005°×005°）两时期6年高分辨率SST冬季低SST分辨率机选取六冬季进行评估结果然气候变率鲁棒性较中发现湾流前空气海显热通量交换变化均SST梯度变化高度相关导致气锋面增加均降水量减少高达30％结果强调高SST分辨率海洋锋天气气候影响重性
1 引言
中等纬度气候系统中海面温度强海洋条件（SST）分辨率重作已研究（例Chelton et al 2004Sampe and Xie 2007 Minobe et al 2008 Nakamura et al 2008 Kwon et al 2010 Booth et al 2012]然重性受争议问题篇文章表明海洋正面带发挥影响关键物理机制通迁移天气系统相关气中温度作[Parfitt et al2016 ]项研究中海湾流（GS）SST梯度（类似分辨率降低）幅度减少导致数GS前冷锋减少30％提出热阻尼加强（TDS）机制解释观察变化（参见图S1）气条件嵌入已知正面区域GS时间均气状态偏压系统中[O'Neill等2015 ParfittCzaja2016]关重TDS仅高度赖SST解决方案建议会出现阈值解决方案机制解决[Smirnov et al2015 Willison等2013]事实般说海洋气耦合代表性足直SST梯度代表足关[Chelton2005]鉴重新分析数集中识相关伪关重粗糙SST分辨率SST分辨率时间变化
进步动机期敏感性研究提供解决黑潮扩展（KE）欧洲中程天气预报中心（ECMWF） 分析（ERA） 中期数集SST变化[Masunaga等2015 2016] 系列研究发现规定SST分辨率足够高情况KE气边界层存观中尺度印记进行分析 文目调查变化SST分辨率海洋气前相互作ERA中期数集影响 重点冬季GS部门SST梯度面积中等气压力频率区[Berry等2011a] 第2节中介绍数方法 结果见第3节第4节提供总结讨
2 数方法
ERAInterim全球气分析数集[Simmons et al2007 Berrisford et al2009 Dee et al2011]1979年1月起提出光谱分辨率T255（〜07°）075°×075°度纬度网格获 项研究中925hPa压力水水风空气温度12时场（0000UTC1200UTC） 研究中0000UTC1200UTC两种短程预报累积出明显热通量流降水规模降水
然气模型分辨率整数集中保持变规定SST数已改善两倍 1979年1月2001年12月间SST分辨率10°×10°2002年1月2009年1月05°×05°2009年2月起SST分辨率005°×005°研究旨通较6年冬季DJF（12月2月中表示12月份DJF20102010年12月2011年1月2011年2月）2010 2015年（高分辨率1979年1月2001年12月期间6次机选择6年DJF冬季SST分辨率005°×005°（低分辨率SST分辨率10°×10°）六低SST分辨率周期重复较评估独立然气候变率（例北西洋涛动）相位结果鲁棒性总结表1示图1显示低分辨率样i均SST差异SST iðÞSST lowres iðÞ SST高分辨率低分辨率样品图显示图S1支持信息中然图间存微妙差异GS前信号（ΔSSTe±2K）中六间高度致图1b示出均SST梯度幅度相应差异SSTlow？res ið？ ？ SST高分辨率低分辨率样i次低分辨率样品图显示图S1支持信息中前述六种较差异模式非常相似说明SSTSST梯度相永久性神器SST分辨率变化导致部气候变率相位关
评估种神器区域正面空气 海洋相互作影响气正面网格点识Fdiagnostic[Sheldon2015 Parfittetal2016] Fζζ925∇T925 j jζ∇T o j j> 1区域认正面网格点区域中|∇T925 | 925hPa压力水温度梯度ζ925压力表面等压相涡度ζo40°N时科里奥利参数|∇To | 1K 100km温度梯度典型尺度 冷锋通u 925∇T925> 0识中u 925925hPa水速度通常建议[例Hewson1998] 注意F阈值变化优先选择更强更弱正面区域改变研究中出结
3 结果
31 冷锋频率变化
图2a2b分显示20102015年高分辨率DJF气前冷锋频率分6年冬季总时间部分两数字出正面正面频率总额定频率原事实正预期样研究表明冬季墨西哥湾流区域寒冷正面频率约两条频繁温暖前（例Berry等2011a]研究余部分仅专注冷锋图2c描述低分辨率样品i冷正面频率低分辨率样品相曲线显示图S3支持信息中样GS前面宽频率信号相应总6年冬季时段〜10％间然空间结构间存细微差异样间会出现规模变异性
图2d示出高分辨率周期低分辨率样i间冷正面频率百分变化（低分辨率采样 高分辨率周期蓝色（红色）表示较高（较低）正面频率高分辨率期）Lowres样相应图示图S3支持信息中低分辨率样GS部分区幅度降着北部南部增加显示出更广泛GS区存三极杆变化种情况三极支路中存变化幅度致相绝值高达30％六较间致性表明信号然尺度变异性鲁棒性事实图2d中绘制低分辨率样品iGS矩形域（285°78°W315°525°N）百分变化间空间相关性相百分变化低分辨率样品中结构域显示出非常高值（表1（I））
表1 低SST分辨率6年冬季高SST分辨率时期六机选择冬季季节摘
（IIIIII）三变量（285°78°W315°525°N）空间模式相关性 （I）低分辨率样品i（图2d）频率变化低分辨率样品相数量（图S3fS3j）间相关系数 （II）高分辨率期间（图3cS4fS4j）低分辨率样间dQ dy变化SST低分辨率相应变化间相关系数 （图1bS2fS2j） （III）低分辨率样品i（图4c）总降水变化低分辨率样品相数量间相关系数（图S7fS7j）
图1（a）高分辨率周期低分辨率样i间均SST差异SST低分辨率？ SST高分辨率 （b）均SST梯度相应差异SST low？res ið？？ SST高分辨率 低分辨率样品i均SST轮廓绘制3°C24°C间隔3°
图2（a）气前（b）冷锋频率仅高分辨率时段作高分辨率时段总6年部分 高分辨率周期均SST轮廓绘制3°C24°C间隔3° （c）低分辨率样品正面频率 （d）高分辨率低分辨率样i间冷正面频率百分变化 差值计算低分辨率样减高分辨率周期蓝色（红色）表示高分辨率周期中较高（较低）正面频率 图2c2d低分辨率样品i均SST轮廓绘制3°C24°C间隔3° 图2d中矩形黑盒子表示结构域（285°78°W315°525°N）
数GS前正面频率30％左右广泛降幅度第1节中讨先前研究中发现相似研究冷锋面频率SST分辨率变化敏感性 气总体循环模型（AGCM）跨越GS区域[Parfitt et al2016] AGGS实验变化TDS机制SST梯度解析关系SST梯度影响通该区域气前空气 海显热通量梯度强度 节进步讨问题
32 交叉冷锋明显热通量梯度变化
图3b示出均交叉正面空气 海显热通量梯度dQ dy（Wm2 100km中Q热量海洋释放气中Q定义正）冷气条带 2010 2015年高分辨率DJF点 更具体说位置识出寒冷气前方时建立垂直冷扇区指矢量（y） 然计算该矢量（横跨前面）显热通量梯度计算整周期中位置复合均值 梯度定义冷部分dQ dy正（负）均热敏通量梯度通TDS（支持信息图S1）热阻（强化）冷锋
GS箱远离GS前区空气 海洋热交换会轻微阻止冷锋（约2030Wm2 100km）GS前存偶极子前方北面空气 海洋热交换中心区（〜0Wm2 100km）加强冷锋（〜10〜15Wm2 100km）区域然前面南部增强衰减（> 40Wm2 100km）区域种分布强烈优先强GS前齐通气冷锋强化模式图3a示出图3b类似复合物低分辨率样品i余低分辨率样品显示支持信息图4中图3中GS盒远处区域低分辨率样品GS前趋势空气 海洋热交换适度抑制冷锋（约2030Wm2 100km）GS前存偶极图然存着GS前区域空气 海洋热交换中立行动加强冷锋前方南面然存强化阻尼（> 40Wm2 100km）区域北部现较弱衰减区域（〜10Wm2 100km）换句话说较解决GS前锋均通空气 海明智热通量交换衰减通气冷锋种现象Parfitt等发现致 [2016]
图3（a）低分辨率样品i（b）高分辨率样品i位置处冷气条带历均横正面空气 海显热通量梯度dQ dy（文中定义） Res期 （c）高分辨率期6年低分辨率样i间幅度差异高分辨率周期减低分辨率样（注意符号约定图1图2相反）计算 负（正）差异意味着低分辨率样中气冷锋均均衰减（低）高高分辨率时段 Lowres样品i均SST轮廓图3a3c中3℃间隔3℃24℃绘制高分辨率时间段SST轮廓图3b中绘制
图3c显示高分辨率周期低分辨率样i（高分辨率周期低分辨率采样）间幅度差异低分辨率样曲线显示支持信息中图S4 差异负（正）情况低分辨率样中气寒冷均均衰减较少（低高分辨率时段）非洲陆外存负面差异区着海岸程度蜿蜒GS前通该区域陆传播气寒冷前线低分辨率样品中会高分辨率时段更强劲衰减风暴10ms左右时间行进[1] [Neu et al2013]时间尺度高达1天热正面空气 海洋相互作会转化约10°差异图2d示38°50°N间略微偏移空间位置较冷正面频率稍宽区域意想图S5中支持信息中明确显示种偏移空间关系支持信息图S6显示低分辨率样中较弱衰减正面频率增加间相应偏移空间关系区域外dQ dy变化复杂结构种致性难突显然高分辨率周期低分辨率样间dQ dy差异GS矩形域（285°78°W315°525°N）中空间相关性∇相关联差异SST低？显示出非常高相关性（表1（II））换句话说似正调整该区域气冷正面频率变化气寒冷前空气 海显热通量梯度变化低分辨率均SST梯度变化解释样高分辨率时段
图4（a）高分辨率时段均总降水量（b）低分辨率样品i （c）高分辨率期低分辨率样间差异百分i 该差值计算100×（低分辨率高分辨率）（高分辨率）负（正）值意味着高分辨率期间降水更（较少） Lowres样品i均SST轮廓3℃24℃3℃间隔绘制图4b4c示 高分辨率周期均SST轮廓绘制图4a中
33 总降水变化
观察SST梯度变化气冷额定频率影响然影响相关变量明显例子区域降水墨西哥湾流域极端降水事件严重偏正面系统[ParfittCzaja2016]图4a示出高分辨率时段均总降水量（流尺度）单位mmd？1图4b显示低分辨率样品i均总降水量低分辨率样均降水量显示支持信息图S7中然低分辨率样中存GS前相悖般空间结构间分布幅度间存微妙差异预期然变率然图4c说明高分辨率周期低分辨率样i间百分差异表明整前总降水量中存高达30％广泛降低低分辨率样中回显信号（支持信息图S7）值注意般空间结构方面百分降流规模降水中分（未显示）实际降水总量降幅度GS前图2观察气冷面幅度降相种关系许完全意料外高达90％降水量温带气旋关[Hawcroft et al2012]次六种较间致性说明该信号规模变性鲁棒性（表1（III））强调广泛减少区域北部南部降水实际增加区图2中观察正面频率变化三极杆模式致
4 总结讨
文研究冬季海湾流域区气海洋相互作ERA中期分析数集中SST分辨率相互作敏感程度低分辨率期间选择六冬季（DJF）机选择1979年1月2001年12月2010 2015年高分辨率DJFF 6年六次较中GS前低分辨率时段气寒冷频率降低30％强SST梯度北部南部存高达30％增加六较变化间高度相关性表明信号然变率鲁棒性变化幅度明显长期趋势预期值[例Berry et al2011b]分析冷锋前空气 海显热通量梯度变化显示频率变化机械热阻尼强化相致[Parfitt et al2016]种机制高度赖气海洋前解决程度空气 海显热通量梯度变化SST梯度指数相关变化间空间分析表明两者高度相关然适指出素分辨率影响边界层垂直风影响助正面频率变化幅度模式正期样冷锋频率变化伴着表面风暴轨迹活动相应变化（根Wallace等[1988]定义图S8）结果研究[例Parfittetal2016]起表明SST梯度影响会绝SST调控暴风雨中影响更SST作然非常重[Booth等2012]外总降水量六次较中例中发现高达30％强劲变化冷额定频率变化结构幅度致预期鉴气冷锋中纬度风暴轨迹间降水高度相关特冬季墨西哥湾流域（Catto等2012）
研究结果转载六额外低分辨率期中期间连续（机）20更明显6机年期（未显示） 种情况结保持稳健 值注意6年高分辨率时段均值12月 3月北西洋涛动指数[Hurrell1995]6年低分辨率样分布中位数致相 结果量年际变异性（支持信息图S9）
项研究进步暗示SST梯度海洋战线影响中纬度天气气候方面作重性例KwonJoyce [2013]显示墨西哥湾流道年代际变化尺度气候变率具显着影响SST梯度具相关异常模式外Parfitt [2014]表明湾流SST梯度变化导致通气前转显着改变传播方高达10°研究结果进步表明SST梯度海洋天气影响中纬度天气气候具重作目前正探索途径专门根SST梯度（例Frankignoul等[2011]KwonJoyce [2013]Oyashio扩展指数）表面开发西部边界流海洋指数性热通量交换梯度更传统变量海面高度[例邱等2014]
次指出SST梯度样重SST数身分辨率两者密切相关分辨率改变动影响渐变考虑SST分辨率（SST梯度变化）变化研究中观察正面频率降水中造物分析长期趋势时必须心法进行分析中SST分辨率变化二者间较SST分辨率数集事实强调文物存ERA时分析中存数化意味着SST分辨率增加影响超化限制事实果制约完全足够期仅仅观察年际变率外鉴研究表明气层海洋间相互作足够高分辨率适考虑[Smirnov et al2015 Parfitt等2016]着气候模式分辨率增加海洋正面带尺度变异性影响越越然种增加确切幅度程度机制然悬未决问题作者目前正进行进步研究高分辨率低分辨率耦合气候模型模拟
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