The meridional atmospheric and oceanic heat sources dataset for the Indian Ocean-Third Pole region (2000-2019)
印度洋-第三极（青藏高原）大气和海洋的热力状况是影响亚洲季风活动和泛第三极区域气候变化的重要因素。在季节和年际尺度上，印度洋-第三极经向断面区域的大气和海洋热源状况与印度季风、孟加拉湾季风、热带印度洋海温模态演变等密切相关。基于此，我们计算并建立了印度洋-第三极经向断面区域的大气和海洋热源数据集。
为了得到每个等压面上大气加热率的水平分布，我们采用Yanai et al.（1973）提出的计算大气热源的倒算法：
Q_1=c_p [∂T/∂t+V ⃑∙∇T+(p/p_0 )^κ ω ∂θ/∂p]
其中，Q_1为大气视热源，影响大气热源的因子有温度局地变化项、温度平流项和位温垂直变化项。T是气温，θ是位温，V ⃑是水平风矢量，ω是垂直速度，p_0=1013.25hPa。κ=R/c_p，R和c_p分别为干空气的气体常数和定压比热，κ≈0.286。
我们利用ERA5全球大气再分析资料（The Fifth Generation ECMWF Atmospheric Reanalysis of the Global Climate），计算了2000-2019年逐月的印度洋-第三极经向断面区域（30°S-60°N，60°E、70°E、80°E、90°E）大气垂直剖面加热率（单位：K/s，水平分辨率：1°×1°，垂直范围：1000-100hPa，共27层）。
参照Hall and Bryden（1982）可以给出在给定经度的垂直剖面上的海洋内部热能输送（Ocean Heat Transport，OHT）计算公式：
OHT=∮_(Θ=Θ_i)▒∫_(z_b)^(z_0)▒〖ρ_0 c_p (θ-θ_r ) 〗∙udz
其中，ρ_0是海水密度，c_p是海水的比热容，θ是海水位温，基准温度θ_r可取0℃，u是纬向海水流速。z_0、z_b分别表示海表和海底深度。
我们利用CMEMS（Copernicus Marine Service）全球海洋集合再分析数据，计算了2000-2019年逐月的印度洋-第三极经向断面区域（30°S-30°N，60°E、70°E、80°E、90°E）海洋内部垂直剖面的热能输送（以向东为正，单位：PW（1015W），水平分辨率：1°×1°，垂直范围：从海表到海底约5900m深度，共75层）。
该数据集可以反映出印度洋-青藏高原地区经向剖面的大气和海洋热力状况与印度季风、孟加拉湾季风、热带印度洋海温模态演变的密切关联。比如，从印度洋-第三极70°E经向断面区域大气垂直剖面加热率的逐月演变（图1）能够看到，从3月至5月，大气热源区从热带南印度洋上空逐渐向北推进，特别是从5月到6月，大气热源区从赤道印度洋上空移向热带北印度洋上空，且强度显著加强、范围明显扩大，与此同时印度夏季风爆发。比如，从印度洋-第三极90°E经向断面区域大气垂直剖面加热率的逐月演变（图2）可以看到，4月到6月，大气热源区从热带印度洋上空向青藏高原南侧扩张并明显增强，与孟加拉湾季风的爆发和向北推进相一致。再比如，根据印度洋-第三极60°E和90°E经向断面区域海洋内部热能输送的逐月演变（图3和4）可知，赤道印度洋次表层有自西向东的海洋热能输送，它与印度洋赤道潜流的位置非常接近，且在西部的强度明显高于东部，这与风-温跃层-海温之间的反馈机制有关；另外值得注意的是，该次表层热能输送在春季（3-5月）较强，夏季减弱，秋末冬初（10-12月）再次显著加强，与印度洋偶极子的发展和形成存在相互作用。
Q1_60E_30S_60N_2000_2019_mon.nc、Q1_70E_30S_60N_2000_2019_mon.nc、Q1_80E_30S_60N_2000_2019_mon.nc、Q1_90E_30S_60N_2000_2019_mon.nc：
基于ERA5再分析资料计算的2000-2019年逐月的印度洋-第三极经向断面区域大气热源数据集。大气加热率Q1的单位是K/s，水平分辨率为1°×1°，纬度范围是30°S-60°N，经度依次选取60°E、70°E、80°E、90°E，垂直范围是1000-100hPa共27层，分别是1000、975、950、925、900、875、850、825、800、775、750、700、650、600、550、500、450、400、350、300、250、225、200、175、150、125、100hPa。
OHT_60E_30S_30N_2000_2019_mon.nc、OHT_70E_30S_30N_2000_2019_mon.nc、OHT_80E_30S_30N_2000_2019_mon.nc、OHT_90E_30S_30N_2000_2019_mon.nc：
基于CMEMS再分析资料计算的2000-2019年逐月的印度洋-第三极经向断面区域海洋热能输送数据集。海洋热能OHT以向东输送为正，单位是PW（1015W），水平分辨率为1°×1°，纬度范围是30°S-30°N，经度依次选取60°E、70°E、80°E、90°E，垂直范围是从海表到海底约5900m深度，共75层，分别是0.5058、1.556、2.668、3.856、5.140、6.543、8.093、9.823、11.77、13.99、16.53、19.43、22.76、26.56、30.87、35.74、41.18、47.21、53.85、61.11、69.02、77.61、86.93、97.04、108.0、120.0、133.1、147.4、163.2、180.5、199.8、221.1、244.9、271.4、300.9、333.9、370.7、411.8、457.6、508.6、565.3、628.0、697.3、773.4、856.7、947.4、1046.0、1152.0、1266.0、1387.0、1516.0、1653.0、1796.0、1945.0、2101.0、2262.0、2429.0、2600.0、2776.0、2956.0、3139.0、3325.0、3513.0、3705.0、3898.0、4093.0、4290.0、4488.0、4688.0、4888.0、5089.0、5292.0、5495.0、5698.0、5902.0m。
李德琳, 肖子牛, 赵亮. (2022). 印度洋-第三极经向断面区域大气和海洋热源数据集（2000-2019）. 时空三极环境大数据平台,
DOI:
10.11888/Atmos.tpdc.272722.
CSTR:
18406.11.Atmos.tpdc.272722.
[Li, D., Xiao, Z., Zhao, L. (2022). The meridional atmospheric and oceanic heat sources dataset for the Indian Ocean-Third Pole region (2000-2019). A Big Earth Data Platform for Three Poles,
DOI:
10.11888/Atmos.tpdc.272722.
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18406.11.Atmos.tpdc.272722.
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1.Hall, M.M., Bryden, H.L. (1982). Direct estimates and mechanisms of ocean heat transport. Deep-Sea Res, 29(3A), 339–359. (查看 )
2.Yanai, M., Esbensen, S., & Chu, J.H. (1973). Determination of Bulk Properties of Tropical Cloud Clusters from Large-Scale Heat and Moisture Budgets. J Atmos Sci, 30, 611–627. (查看 )
泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设专项(XDA20000000) (项目编号:XDA20000000) Pan-Third Pole Environment Study for a Green Silk Road-A CAS Strategic Priority A Program
国家自然科学基金项目 (项目编号:42075040) The Natural Science Foundation of China
第二次青藏高原综合科学考察研究资助 (项目编号:2019QZKK0208) the Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research Program (STEP)
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