Submitted to Journal of Climate: January 25, 2005. Revised: April 25, 2005.
Accepted: May 31, 2005
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The relative importance of the processes responsible for the annual cycle in the upper ocean heat content in the Peru Current, in the southeastern tropical Pacific, was diagnosed from an oceanic analysis dataset. It was found that the annual cycle of heat content is forced mainly by insolation. However, the ocean dynamical processes play an important role in producing different regional budget characteristics.
In a band 500 km from the coast of Peru the annual heat content changes in this region are relatively large and can be approximated as sea surface temperature (SST) changes in a fixed depth mixed layer. The annual cycle of the albedo associated with low-level clouds enhances the annual cycle in insolation, which explains the relatively strong annual cycle of heat content. These clouds, to a large extent, act as a feedback to SST but a small additional forcing, which is proposed to be cold air advection in this paper, is needed to explain the fact that the maximum cloudiness leads the lowest SST by around a month. Ocean dynamics is important closer to the coast, where upwelling acts partly as damping of the heat content changes and forces it to peak earlier than farther offshore.
In a band farther to the southwest, locally wind-forced thermocline motions, which becomes shallower (deeper) in the warm (cool) season, cancel partially the effect of net surface heat fluxes, whose annual cycle is comparable to that in the region previously mentioned, producing a relatively small annual cycle of heat content. The local forcing appears to be associated with the annual meridional displacements of the South Pacific anticyclone. The annual cycle in SST is also relatively small, which is probably due to the changes in the temperature of the water entrained into the mixed layer associated with the thermocline motions, but also to a mixed layer deeper than that closer to the coast.
La importancia relativa de los procesos responsable del ciclo anual del contenido de calor de la capa superior del mar en la región de la Corriente del Perú fue diagnosticada utilizando datos de un sistema de análisis objetivo oceánico. Se encontró que el principal forzante de dicho ciclo es el ciclo de la insolación. Sin embargo, los procesos dinámicos oceánicos juegan un papel importante en definir distintas características en los balances energéticos regionales.
En una banda ubicada 500 km de la costa peruana, la variación anual del contenido de calor es relativamente alta y se puede explicar aproximadamente por los cambios en temperatura superficial del mar (TSM) asumiendo la profundidad de la capa de mezcla como constante. El ciclo anual del albedo asociado a las nubes bajas en esta región refuerza la amplitud del de la insolación, lo cual explica la alta variación del contenido de calor. Estas nubes actúan en gran medida como un factor de amplificación de las variaciones de TSM, pero adem´s se requiere la presencia de un forzante adicional que haga que la nubosidad alcance su máximo un mes antes que la TSM alcance el mínimo y sugerimos la advección de aire frío como posible forzante. Los procesos oceánicos son importantes cerca a la costa, donde el afloramiento actua como amortiguamiento del ciclo anual del contenido de calor, y lo fuerza a que en la costa se alcance el pico antes que mar adentro.
En una banda ubicada más al suroeste, los desplazamientos
verticales de la termoclina forzados localmente por el viento hacen
que ésta sea más somera (profunda) en la estación
cálida (fría), lo cual cancela parcialmente el
efecto de los flujos de calor superficiales, cuya variación
anual es comparable a la de la región anteriormente discutida.
Como consecuencia, el ciclo anual en contenido de calor en esta
zona es relativamente pequeño. El forzante de viento está
asociado aparentemente al desplazamiento meridional anual del
Anticiclón del Pacífico Sur. El ciclo anual de TSM
en esta región es también pequeño,
probablemente debido a la variación,
asociada al desplazamiento de la termoclina, en la temperatura del
agua que es incorporada a la capa de mezcla, así como al hecho
de que la capa de mezcla es má profunda que cerca a la costa.
e-mail: ken at atmos.washington.edu
June 2005.