冬季大氣對(duì)太平洋低頻海溫變率極端位相的線性和非線性響應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-19 11:42
本文首先利用NOAA地表溫度資料、NCEP/NCAR再分析資料和20世紀(jì)再分析資料以及GPCC降水資料,采用合成分析等方法,分析研究了 1949-2014年和1904-2014年觀測(cè)的冬季大氣對(duì)太平洋低頻海溫變率極端位相的線性和非線性響應(yīng)。其次利用GFDL AM2.1和CAM4兩個(gè)大氣環(huán)流模式太平洋低頻海溫異常強(qiáng)迫模擬資料,分析研究了模擬的冬季大氣對(duì)太平洋低頻海溫極端異常強(qiáng)迫的線性和非線性響應(yīng),并比較模擬和觀測(cè)結(jié)果的異同。另外,把太平洋低頻海溫模態(tài)分為熱帶太平洋、熱帶印度洋、北太平洋和南太平洋4個(gè)區(qū)域,利用CAM4探究冬季大氣對(duì)4個(gè)區(qū)域低頻海溫異常強(qiáng)迫的線性和非線性響應(yīng)。最后利用CAM4的2倍和1倍太平洋低頻海溫異常強(qiáng)迫模擬資料,探究冬季大氣對(duì)太平洋低頻海溫異常強(qiáng)迫產(chǎn)生非線性響應(yīng)的機(jī)制。主要結(jié)論如下:第一,對(duì)1949-2014年和1904-2014年太平洋低頻海溫變率極端位相的觀測(cè)合成分析結(jié)果表明,冬季500-hPa高度場(chǎng)線性響應(yīng)主要包括太平洋-北美區(qū)域顯著的正位相PNA型遙相關(guān),北大西洋-歐洲區(qū)域顯著的正位相準(zhǔn)NAO型遙相關(guān),以及歐亞大陸顯著的偶極子。歐亞大陸偶極子正異常中心在貝加爾...
【文章來(lái)源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?(a)是太平洋低頻海溫REOF的第二模態(tài),(b)是對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列,摘自Schubert?et?al.??2009[2]
".,^'-0,?J,?-J,?0,?〇'2?oi?0,?0,???圖2.3?(a)是太平洋低頻海溫REOF的第二模態(tài)乘以時(shí)間序列的一倍標(biāo)準(zhǔn)差,是圖2.1(a)海溫??異常值的一半,單位是K,(b)和(a)大小相等,符號(hào)相反。??2.2方法??本文研究中,我們定義冬季為某一年份12月-次年3月(DJFM)。由于每??一個(gè)冬季都跨越了年份,為了方便,我們定義冬季所在的年份為這個(gè)冬季3月份??所在的年份,如1948年12月-1949年3月這個(gè)冬季,我們就定義為1949年的??冬季。在進(jìn)行具體的計(jì)算分析之前,我們把觀測(cè)和模擬資料線性插值為5°X5;??2.5°X2.5。資料。??計(jì)算天氣尺度瞬變渦旋動(dòng)能(EKE)和位勢(shì)傾向時(shí),我們對(duì)CAM4模擬的??日平均300-hPa高度場(chǎng)資料進(jìn)行了?2-8天濾波。??本文使用的主要方法有:經(jīng)驗(yàn)正交分解、合成分析、相關(guān)分析、線性回歸分??析、t檢驗(yàn)等。??2.2.1線性響應(yīng)和非線性響應(yīng)的定義??參考Hoerling等人_和DeWeaver和Nigam1"】的定義方法,我們進(jìn)行如下定??義。??18??
?相的降溫響應(yīng),但是兩者之和形成的非線性響應(yīng)是不顯著的。??圖3.1c的冬季地表溫度線性響應(yīng)表現(xiàn)為全球陸地區(qū)域大范圍增暖,西伯利??亞、蒙古、中國(guó)北方、澳大利亞、非洲南部和南美洲北部呈現(xiàn)顯著性增暖。線性??響應(yīng)的海洋部分,太平洋和印度洋的海溫異常分布和太平洋低頻海溫模態(tài)(圖??2.1a)幾乎一致。圖3.Id的冬季地表溫度非線性響應(yīng)在撒哈拉沙漠、南亞和南美??洲北部表現(xiàn)為顯著變冷,在斯堪的納維亞半島和美國(guó)東海岸部分區(qū)域表現(xiàn)為顯著??增暖。從圖3.Id的海洋表現(xiàn)為大范圍非線性變冷可以看出,極端冷位相的海溫??異常強(qiáng)度超過(guò)了極端暖位相,所以,除了歐亞大陸北部區(qū)域,陸地部分的地表溫??度非線性響應(yīng)的分布總體上與極端冷位相響應(yīng)分布一致,顯著性區(qū)域集中在熱帶??陸地。雖然暖位相響應(yīng)在歐亞大陸北部的顯著性增暖非常強(qiáng)烈,但是冷位相響應(yīng)??在歐亞大陸北部主要表現(xiàn)為不顯著降溫,因此,非線性響應(yīng)在歐亞大陸北部并不??顯著。??(a)?OBS?SAT?1949-2014?(LF+)?(b)?OBS?SAT?1949-2014?(LF-)??9〇n??_
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]歐亞大陸夏季地表溫度的氣候特征及與大氣環(huán)流的聯(lián)系[J]. 吳曉娜,孫照渤. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]亞洲季風(fēng)區(qū)氣候?qū)Ρ贝笪餮竽甏H振蕩冷暖位相的對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)響應(yīng)[J]. 王彥明,李雙林,羅德海,付建建. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(06)
[3]中國(guó)北方近百年干濕變化與太平洋年代際振蕩的關(guān)系[J]. 馬柱國(guó),邵麗娟. 大氣科學(xué). 2006(03)
[4]太平洋年代際振蕩的研究進(jìn)展[J]. 楊修群,朱益民,謝倩,任雪娟,徐桂玉. 大氣科學(xué). 2004(06)
[5]太平洋年代際振蕩與中國(guó)氣候變率的聯(lián)系[J]. 朱益民,楊修群. 氣象學(xué)報(bào). 2003(06)
[6]Joint Propagating Patterns of SST and SLP Anomalies in the North Pacific on Bidecadal and Pentadecadal Timescales[J]. 朱益民,楊修群. Advances in Atmospheric Sciences. 2003(05)
[7]年際和年代際氣候變化的全球時(shí)空特征比較[J]. 楊修群,郭燕娟,徐桂玉,任雪娟. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(03)
[8]1998年大氣環(huán)流異常及其對(duì)中國(guó)氣候異常的影響[J]. 李維京. 氣象. 1999(04)
[9]北半球冬季大氣環(huán)流遙相關(guān)的長(zhǎng)期變化及其與我國(guó)氣候變化的關(guān)系[J]. 施能. 氣象學(xué)報(bào). 1996(06)
[10]冬季低緯度熱源異常對(duì)北半球大氣環(huán)流影響的物理機(jī)制[J]. 黃榮輝. 中國(guó)科學(xué)(B輯 化學(xué) 生物學(xué) 農(nóng)學(xué) 醫(yī)學(xué) 地學(xué)). 1986(01)
碩士論文
[1]ENSO與北半球冬季環(huán)流的非線性關(guān)系[D]. 李汀.南京信息工程大學(xué) 2007
本文編號(hào):2925842
【文章來(lái)源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?(a)是太平洋低頻海溫REOF的第二模態(tài),(b)是對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列,摘自Schubert?et?al.??2009[2]
".,^'-0,?J,?-J,?0,?〇'2?oi?0,?0,???圖2.3?(a)是太平洋低頻海溫REOF的第二模態(tài)乘以時(shí)間序列的一倍標(biāo)準(zhǔn)差,是圖2.1(a)海溫??異常值的一半,單位是K,(b)和(a)大小相等,符號(hào)相反。??2.2方法??本文研究中,我們定義冬季為某一年份12月-次年3月(DJFM)。由于每??一個(gè)冬季都跨越了年份,為了方便,我們定義冬季所在的年份為這個(gè)冬季3月份??所在的年份,如1948年12月-1949年3月這個(gè)冬季,我們就定義為1949年的??冬季。在進(jìn)行具體的計(jì)算分析之前,我們把觀測(cè)和模擬資料線性插值為5°X5;??2.5°X2.5。資料。??計(jì)算天氣尺度瞬變渦旋動(dòng)能(EKE)和位勢(shì)傾向時(shí),我們對(duì)CAM4模擬的??日平均300-hPa高度場(chǎng)資料進(jìn)行了?2-8天濾波。??本文使用的主要方法有:經(jīng)驗(yàn)正交分解、合成分析、相關(guān)分析、線性回歸分??析、t檢驗(yàn)等。??2.2.1線性響應(yīng)和非線性響應(yīng)的定義??參考Hoerling等人_和DeWeaver和Nigam1"】的定義方法,我們進(jìn)行如下定??義。??18??
?相的降溫響應(yīng),但是兩者之和形成的非線性響應(yīng)是不顯著的。??圖3.1c的冬季地表溫度線性響應(yīng)表現(xiàn)為全球陸地區(qū)域大范圍增暖,西伯利??亞、蒙古、中國(guó)北方、澳大利亞、非洲南部和南美洲北部呈現(xiàn)顯著性增暖。線性??響應(yīng)的海洋部分,太平洋和印度洋的海溫異常分布和太平洋低頻海溫模態(tài)(圖??2.1a)幾乎一致。圖3.Id的冬季地表溫度非線性響應(yīng)在撒哈拉沙漠、南亞和南美??洲北部表現(xiàn)為顯著變冷,在斯堪的納維亞半島和美國(guó)東海岸部分區(qū)域表現(xiàn)為顯著??增暖。從圖3.Id的海洋表現(xiàn)為大范圍非線性變冷可以看出,極端冷位相的海溫??異常強(qiáng)度超過(guò)了極端暖位相,所以,除了歐亞大陸北部區(qū)域,陸地部分的地表溫??度非線性響應(yīng)的分布總體上與極端冷位相響應(yīng)分布一致,顯著性區(qū)域集中在熱帶??陸地。雖然暖位相響應(yīng)在歐亞大陸北部的顯著性增暖非常強(qiáng)烈,但是冷位相響應(yīng)??在歐亞大陸北部主要表現(xiàn)為不顯著降溫,因此,非線性響應(yīng)在歐亞大陸北部并不??顯著。??(a)?OBS?SAT?1949-2014?(LF+)?(b)?OBS?SAT?1949-2014?(LF-)??9〇n??_
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]歐亞大陸夏季地表溫度的氣候特征及與大氣環(huán)流的聯(lián)系[J]. 吳曉娜,孫照渤. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]亞洲季風(fēng)區(qū)氣候?qū)Ρ贝笪餮竽甏H振蕩冷暖位相的對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)響應(yīng)[J]. 王彥明,李雙林,羅德海,付建建. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(06)
[3]中國(guó)北方近百年干濕變化與太平洋年代際振蕩的關(guān)系[J]. 馬柱國(guó),邵麗娟. 大氣科學(xué). 2006(03)
[4]太平洋年代際振蕩的研究進(jìn)展[J]. 楊修群,朱益民,謝倩,任雪娟,徐桂玉. 大氣科學(xué). 2004(06)
[5]太平洋年代際振蕩與中國(guó)氣候變率的聯(lián)系[J]. 朱益民,楊修群. 氣象學(xué)報(bào). 2003(06)
[6]Joint Propagating Patterns of SST and SLP Anomalies in the North Pacific on Bidecadal and Pentadecadal Timescales[J]. 朱益民,楊修群. Advances in Atmospheric Sciences. 2003(05)
[7]年際和年代際氣候變化的全球時(shí)空特征比較[J]. 楊修群,郭燕娟,徐桂玉,任雪娟. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(03)
[8]1998年大氣環(huán)流異常及其對(duì)中國(guó)氣候異常的影響[J]. 李維京. 氣象. 1999(04)
[9]北半球冬季大氣環(huán)流遙相關(guān)的長(zhǎng)期變化及其與我國(guó)氣候變化的關(guān)系[J]. 施能. 氣象學(xué)報(bào). 1996(06)
[10]冬季低緯度熱源異常對(duì)北半球大氣環(huán)流影響的物理機(jī)制[J]. 黃榮輝. 中國(guó)科學(xué)(B輯 化學(xué) 生物學(xué) 農(nóng)學(xué) 醫(yī)學(xué) 地學(xué)). 1986(01)
碩士論文
[1]ENSO與北半球冬季環(huán)流的非線性關(guān)系[D]. 李汀.南京信息工程大學(xué) 2007
本文編號(hào):2925842
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