【摘要】：本文是在中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項(項目編號:XDA05110203)的資助下完成的。本文從歐亞大陸北部前冬積雪—東亞夏季氣候“隔季相關”出發(fā),重點分析了積雪剛消融后,即春末夏初,東亞中高緯土壤溫度異常對東亞大氣環(huán)流的影響。圍繞這一問題,本文的主要研究工作和結論如下所示。(1)由于東亞中高緯觀測土壤溫度資料稀缺,本文首先以一套俄羅斯土壤溫度歷史觀測資料RHSTD為基礎,分析了四套土壤溫度產(chǎn)品(ERA-Interim再分析資料、兩套陸面模式離線運行產(chǎn)品ERA-Interim/Land和MERRA-Land、以及一套二十世紀再分析資料NOAA-CIRES 20CR)在東亞中高緯的可靠性,并重點關注春、夏季,發(fā)現(xiàn):ERA-Interim/Land,簡記為ERA-Land,很好地反映了該地區(qū)土壤溫度的氣候態(tài)、季節(jié)循環(huán)和年際變化,但它的年際變率(標準差)在該地區(qū)代表性稍差。(2)借助前述31年的ERA-Land地溫和一套不夠精細但有100多年的NOAA-CIRES地溫,本文分析了東亞中高緯春、夏各層地溫的時空變化特征,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)近30年春、夏各層地溫的EOF第一模態(tài)為全區(qū)一致增暖。進一步分析顯示,春季各層地溫的增暖屬于長期趨勢變化,并可能與全球增暖有關。夏季0~30cm地溫的增溫以年代際變化為主,且與30~60年波動有關,并在1998年前后發(fā)生年代際突變,而100~200cm地溫的增暖與長期趨勢變化關系更大,30~100cm地溫兩者兼而有之。另一方面,在扣除近30年的增暖趨勢后,春季各層地溫還存在顯著的6~8年波動,而夏季有明顯的年際變化,但不存在顯著的年際變化周期。(3)最后,本文分析了東亞中高緯地溫異常對東亞環(huán)流的影響,發(fā)現(xiàn):春季貝加爾湖地區(qū)地溫正異常時,同期局地對流層中上層氣溫和位勢高度均偏高,南北兩側則偏低,中緯度(高低緯)緯向風減弱(增強),西風急流減弱。同時,東亞沿岸對流層低層有異常北風。夏季地溫與環(huán)流也有類似關聯(lián),但較弱。其次,春季關鍵區(qū),即貝加爾湖地區(qū),地溫異常對東亞環(huán)流的影響只能維持1~2個月。然而,當春末、夏初東亞中高緯地溫正異常時,夏季副熱帶西風急流偏弱,西太副高強度偏弱、位置偏南。對應地,我國東部夏季降水自北向南易出現(xiàn)“-+-+”分布型。除了上述的地溫同位相變化(EOF第一模態(tài))外,地溫南北反位相的變化(EOF第二模態(tài))對西風急流的南北位移也有影響。
【圖文】：

蓋和印度夏季風的橋梁。1.4 土壤溫度和濕度異常對氣候的影響1.4.1 土壤濕度對氣候的影響土壤濕度是重要的陸面狀態(tài)變量，會通過蒸發(fā)和改變地表反照率影響地表對大氣的加熱和水汽供應。當土壤濕度偏大時，地表蒸發(fā)增加和反照率降低。Sellers[39]指出，土壤濕度存在潛在的正、負反饋機制。當土壤濕度為負異常時，地表潛熱減小，地表溫度增加，感熱通量大，地表凈輻射減少，導致局地云量、降水量和水汽輻合減少，從而引起土壤濕度進一步減少，即為正反饋。另一方面，減少的云量還導致日照和凈輻增加，即為負反饋。馬柱國等[40]指出，土壤濕度會改變地表的反照率（通過改變土壤的顏色）、土壤的熱容量、地表的蒸發(fā)和植被的生長狀況，從而影響地表能量、水分的再分配，并對氣候產(chǎn)生影響。就華北地表熱通量而言，，濕年蒸發(fā)大，導致土壤濕度明顯低于干年，干年土壤溫度高又使地表感熱通量大于濕年；由于濕年云量大、地溫低，直接輻射和長波輻射都小，干濕年地表凈輻射相差不多[6]。

蓋和印度夏季風的橋梁。1.4 土壤溫度和濕度異常對氣候的影響1.4.1 土壤濕度對氣候的影響土壤濕度是重要的陸面狀態(tài)變量，會通過蒸發(fā)和改變地表反照率影響地表對大氣的加熱和水汽供應。當土壤濕度偏大時，地表蒸發(fā)增加和反照率降低。Sellers[39]指出，土壤濕度存在潛在的正、負反饋機制。當土壤濕度為負異常時，地表潛熱減小，地表溫度增加，感熱通量大，地表凈輻射減少，導致局地云量、降水量和水汽輻合減少，從而引起土壤濕度進一步減少，即為正反饋。另一方面，減少的云量還導致日照和凈輻增加，即為負反饋。馬柱國等[40]指出，土壤濕度會改變地表的反照率（通過改變土壤的顏色）、土壤的熱容量、地表的蒸發(fā)和植被的生長狀況，從而影響地表能量、水分的再分配，并對氣候產(chǎn)生影響。就華北地表熱通量而言，濕年蒸發(fā)大，導致土壤濕度明顯低于干年，干年土壤溫度高又使地表感熱通量大于濕年；由于濕年云量大、地溫低，直接輻射和長波輻射都小，干濕年地表凈輻射相差不多[6]。
【學位授予單位】：成都信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P461.4

【參考文獻】

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本文編號：2687310