【摘要】：近年來北極海冰的快速消融引起了社會各界廣泛的關(guān)注。北極海冰異常變化對北極甚至整個北半球的氣候有著重要影響,是一個需要重視的科學(xué)問題。本文分析了北極海冰的年際、年代際變化特征,找出冬、夏季北極海冰年際異常變化關(guān)鍵區(qū)(以下簡稱北極關(guān)鍵區(qū));在此基礎(chǔ)上,進一步分析了向極熱量輸送對北極冬、夏季海冰變化的影響,并對冬、夏季北極海冰與北半球中高緯大氣環(huán)流之間的關(guān)系進行了診斷;通過數(shù)值敏感性試驗,對冬、夏季北極關(guān)鍵區(qū)海冰異常變化對同期北半球大氣環(huán)流的影響機理進行了驗證。本文得出的主要結(jié)論如下:(1)1979—2016年夏秋季北極海冰受全球變暖的影響顯著,北極海冰密集度變化明顯的區(qū)域主要沿大陸邊緣集中在喀拉海至波弗特海一帶。而冬春季海冰密集度變化明顯的區(qū)域主要位于巴倫支海(Barents sea)、鄂霍次克海(Okhotsk),其中巴倫支海的變化最大;冬、夏季海冰密集度存在明顯的年代際變化特征,冬季北極海冰關(guān)鍵區(qū)(巴倫支海、鄂霍次克海)、夏季北極海冰關(guān)鍵區(qū)(喀拉海(Kara Sea)—波弗特海(Beaufort Sea))的海冰密集度在2000年后有明顯的下降趨勢。(2)冬、夏季大氣低層向極渦旋熱量輸送是北極關(guān)鍵區(qū)海冰在2000年后加速消融的重要影響因素之一。相比1979-2000年,2000年后冬季巴倫支海海區(qū)在850hPa上存在較明顯的從中緯度向極地輸送的熱量通量,從而使該海區(qū)冬季的海冰迅速消融;2001-2016年鄂霍次克海存在較明顯的從太平洋西南部輸送過來的熱量通量,是該海區(qū)海冰融化的重要原因;2000年后,夏季白令海峽850hPa存在較明顯的向北輸送的熱量通量是導(dǎo)致夏季北極關(guān)鍵區(qū)海冰加快融化的關(guān)鍵。(3)冬、夏季北極關(guān)鍵區(qū)海冰密集度的變化和同期大氣環(huán)流有著顯著關(guān)系,這可能使北半球中高緯度經(jīng)向渦旋熱量交換發(fā)生改變,從而影響歐亞大陸氣溫。冬季巴倫支海海冰密集度減少(增加)時,同期北半球500hPa的平均槽脊加深(減弱),歐亞大陸上空極鋒急流減弱(加強),可能使中高緯度經(jīng)向渦旋熱量交換加強(減弱),這有利(不利)于極地冷空氣向南侵襲,進而使中亞氣溫降低(升高);冬季鄂霍次克海海冰密集度與同期大氣環(huán)流的相關(guān)分布表明,氣溫在北極與中亞、鄂霍次克海與日本南部均存在南北反相的變化特征;夏季喀拉�！ǜヌ睾：１芗葴p少(增加)時,夏季歐亞大陸大部分地區(qū)整體氣溫升高(降低)。(4)夏季大氣環(huán)流異常將影響后期秋季9月海冰的變化,秋季海冰異常變化將對后期冬季大氣環(huán)流產(chǎn)生影響。9月海冰范圍偏少(多)年,北半球大陸大部分地區(qū)前期夏季氣溫整體偏高(低),夏季北極低層大氣環(huán)流場受偶極子環(huán)流(低壓氣旋性環(huán)流)控制,有利(不利)于海冰的融化;9月海冰范圍偏少(多)時,冬季烏拉爾山高壓脊、東亞大槽加深(減弱),歐亞大陸上空極鋒急流強度減弱(加強),西伯利亞高壓加強(減弱)。此分布可能使中高緯經(jīng)向渦旋熱量交換加強(減弱),較有利(不利)于北極冷空氣向南方侵襲,從而使冬季中亞地區(qū)氣溫偏低(高)。(5)使用Polar WRF設(shè)計的敏感性試驗結(jié)果表明,冬季巴倫支海海冰密集度增加會使同期歐亞大陸上空極鋒急流位置偏南強度增強,西伯利亞冷高壓減弱,此環(huán)流不利于高緯度冷空氣向南擴散,這可能使中高緯經(jīng)向渦旋熱量交換減弱,從而使中亞地區(qū)氣溫升高;冬季鄂霍次克海海冰密集度增加時,同期大氣環(huán)流分布與巴倫支海海冰試驗結(jié)果相似;夏季喀拉海—波弗特海海冰密集度增加時,同期烏拉爾山高壓脊加強,極鋒急流強度減弱,經(jīng)向渦旋熱量交換加強,此環(huán)流分布有利于極地冷空氣向南擴散,進而導(dǎo)致夏季歐亞大陸大部分地區(qū)氣溫降低。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P731.15;P433
【圖文】：

究生學(xué)位論文 北半球向極渦旋熱量輸送和北極海一帶（圖 3.3c）。秋季與夏季略有不同，北極海冰密顯向北冰洋中心海域擴張，這表明近 40 年來秋季北更大（圖 3.3d）。結(jié)合圖 3.4a、b 可知，北極海冰的化特征，冬春季（12-5 月）基本一致，海冰變化明顯

2016 年北極各月海冰范圍、海冰密集度及其標(biāo)準(zhǔn)差序列。（度（66°N 以北）；藍色柱狀圖和黑色虛線表示海冰范圍及海冰色柱狀圖和黑色實線表示海冰范圍、海冰密集度的標(biāo)準(zhǔn)差序列

【參考文獻】

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本文編號：2735103