利用1979-2016年ERA-Interim、NCEP和JRA-55再分析資料計(jì)算了25個(gè)常用的東亞夏季風(fēng)指數(shù),通過(guò)經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(EOF)分解等方法對(duì)其進(jìn)行分類(lèi),在此基礎(chǔ)上分析了兩類(lèi)典型的季風(fēng)指數(shù)與東亞夏季風(fēng)主模態(tài)的聯(lián)系;在此基礎(chǔ)上,通過(guò)多種統(tǒng)計(jì)方法探討東亞夏季風(fēng)主模態(tài)對(duì)應(yīng)的降水、環(huán)流異常特征和可能的熱力驅(qū)動(dòng)因子。最后,利用第5次耦合模式比較計(jì)劃(CMIP5)提供的31個(gè)全球氣候模式的歷史模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù),評(píng)估了模式對(duì)1979-2005年間東亞夏季風(fēng)主模態(tài)空間分布、時(shí)間變率及其熱力驅(qū)動(dòng)因子的模擬能力。結(jié)果表明:(1)現(xiàn)有的東亞夏季風(fēng)指數(shù)大致可以分為兩類(lèi),分別記為I_(EASMI1)、I_(EASMI2),三套再分析資料描寫(xiě)的指數(shù)特征具有很好的一致性,其物理本質(zhì)是反映了東亞夏季風(fēng)異�；顒�(dòng)的主模態(tài)特征:I_(EASMI1)反映了東亞夏季風(fēng)異�；顒�(dòng)的年際模態(tài),具有2-3年的周期變化;而I_(EASMI2)反映了東亞夏季風(fēng)異常活動(dòng)的年代際模態(tài),呈現(xiàn)出約12年的強(qiáng)弱交替變化。(2)I_(EASMI1)與低緯環(huán)流異常緊密聯(lián)系,與EAP遙相關(guān)型顯著相關(guān),對(duì)應(yīng)著我國(guó)東部夏季降水的經(jīng)向三極型分布。I_(EASMI1)揭示了東亞夏季風(fēng)年際模態(tài)與熱帶海溫異常的緊密聯(lián)系,前期冬季ENSO型海溫異常分布可以對(duì)東亞夏季氣候產(chǎn)生滯后作用,同期夏季熱帶印度洋和熱帶北大西洋的海溫異常也可以影響東亞夏季風(fēng)的年際模態(tài)。(3)I_(EASMI2)與中高緯環(huán)流異常緊密聯(lián)系,與EU遙相關(guān)型顯著相關(guān),對(duì)應(yīng)著我國(guó)東部夏季降水的經(jīng)向偶極型分布。I_(EASMI2)不僅揭示了海溫異常的重要作用,還揭示了歐亞大陸中高緯熱力狀況的改變對(duì)東亞夏季風(fēng)年代際模態(tài)的顯著影響。(4)CMIP5模式基本能模擬東亞夏季風(fēng)主模態(tài)的空間分布特征,但普遍缺乏對(duì)主模態(tài)時(shí)間變率的模擬能力。對(duì)東亞夏季風(fēng)年際模態(tài)的時(shí)空特征模擬能力最強(qiáng)的5個(gè)模式為INMCM4、GFDL-ESM2M、BNU-ESM、MPI-ESM-MR、ACCESS1-3;而對(duì)年代際模態(tài)的時(shí)空特征模擬效果最好的5個(gè)模式為Had GEM2-AO、GFDL-ESM2G、ACCESS1-0、INMCM4、GFDL-ESM2M,且模式整體對(duì)年際模態(tài)的模擬能力高于對(duì)年代際模態(tài)的模擬。分別對(duì)年際模態(tài)、年代際模態(tài)模擬最優(yōu)的5個(gè)模式進(jìn)行等權(quán)重集合平均,記為MM1、MME2,其模擬技巧評(píng)分高于所有單個(gè)模式,這充分說(shuō)明了對(duì)模式進(jìn)行評(píng)估并擇優(yōu)集合平均的重要性和優(yōu)越性。(5)CMIP5模式對(duì)東亞夏季風(fēng)主模態(tài)與下墊面熱力異常關(guān)系的模擬能力還有待提升,整體看來(lái),模式對(duì)東亞夏季風(fēng)年際模態(tài)的熱力驅(qū)動(dòng)因子的模擬效果優(yōu)于年代際模態(tài)。大致有10個(gè)模式能模擬出夏季從熱帶印度洋至菲律賓海盆附近的海溫異常對(duì)東亞夏季風(fēng)年際模態(tài)的影響,但關(guān)鍵區(qū)相應(yīng)于觀測(cè)整體向東偏移,而僅有4個(gè)模式再現(xiàn)了熱帶大西洋的海溫負(fù)異常。有6個(gè)模式能夠模擬出貝加爾湖地區(qū)的熱力異常對(duì)東亞夏季風(fēng)年代際模態(tài)的影響,但對(duì)強(qiáng)度和范圍有所低估。利用MME1和MME2并未顯著提升模式對(duì)季風(fēng)主模態(tài)熱力驅(qū)動(dòng)因子的模擬能力。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：P425.42
【部分圖文】：

南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文南下的冷空氣在華北、東北交匯，造成我國(guó)北方大部分區(qū)域異常多雨，但大興安嶺地區(qū)主要受異常偏西氣流影響，因此降水有所減弱。而在低指數(shù)年，西太平洋副熱帶高壓異常偏南、偏強(qiáng)，鄂霍次克海附近建立起阻塞形勢(shì)。廖荃蓀[136]的研究表明，夏季東亞的阻塞高壓通常是造成我國(guó)持久性旱澇的主要原因。此時(shí)環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定，梅雨鋒停滯在長(zhǎng)江流域，暖濕的西南季風(fēng)氣流與北方冷空氣頻繁地在長(zhǎng)江流域交匯，造成長(zhǎng)江流域持續(xù)多雨。但這種形勢(shì)不利于夏季風(fēng)向北推進(jìn)，導(dǎo)致我國(guó)北方降水明顯減少。

90年代初期有顯著的增強(qiáng)。圖4.8給出了31個(gè)模式集合所得的時(shí)間序列以及模擬結(jié)果相對(duì)于觀測(cè)的離散度。由圖4.8a，可見(jiàn)模式模擬的第一模態(tài)時(shí)間序列與觀測(cè)的離散度較大，尤其在1998年的所有模擬值都高于觀測(cè)，最高值與觀測(cè)相差近5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。多模式集合平均的第一模態(tài)時(shí)間序列與觀測(cè)值仍有較大的差異，相關(guān)系數(shù)僅為0.13，尤其在1984-1986年的模擬值顯著偏低，而在1987-1991年的模擬結(jié)果整體偏高。由圖4.8b，多模式模擬的總體變化幅度未能再現(xiàn)東亞夏季風(fēng)在20世紀(jì)80年代偏強(qiáng)、90年代初期減弱的變化趨勢(shì)，與觀測(cè)值存在較大差異

模態(tài)時(shí)間序列在1979-2005年的線(xiàn)性趨勢(shì)（圖4.9）�？梢�(jiàn)觀測(cè)的第一模態(tài)時(shí)間序列的線(xiàn)性趨勢(shì)趨近于0，僅有GFDL-ESM2M、BNU-ESM等6個(gè)模式的線(xiàn)性趨勢(shì)與觀測(cè)相近。觀測(cè)的第二模態(tài)時(shí)間序列呈顯著減弱的趨勢(shì)，線(xiàn)性趨勢(shì)為-0.08，通過(guò)了0.01的顯著性水平。有16個(gè)模式模擬出了線(xiàn)性減弱趨勢(shì)，但強(qiáng)度都小于觀測(cè)，其中僅有MRI-CGCM3、MIROC5、HadCM3這三個(gè)模式的線(xiàn)性減弱趨勢(shì)通過(guò)0.10信度檢驗(yàn)，另有10個(gè)模式的時(shí)間序列甚至表現(xiàn)為與觀測(cè)相反的增強(qiáng)趨勢(shì)。進(jìn)一步比較觀測(cè)與模式模擬的東亞夏季風(fēng)主模態(tài)時(shí)間序列的相關(guān)系數(shù)（圖4.10）。可見(jiàn)，僅有MPI-ESM-MR、INMCM4這兩個(gè)模式與觀測(cè)的第一模態(tài)時(shí)間序列呈顯著正

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