發(fā)布時間：2018-01-12 01:18

  本文關(guān)鍵詞：亞非夏季風(fēng)系統(tǒng)的氣候特征及其年代際變率研究　出處：《中國氣象科學(xué)研究院》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 亞非夏季風(fēng) 年代際變率 AMO 遙相關(guān) 熱帶東風(fēng)急流 CMIP5

【摘要】：亞非夏季風(fēng)是一個橫跨北非、南亞和東亞的帶狀行星尺度系統(tǒng),其強(qiáng)弱與位置異常能夠影響大范圍跨地區(qū)的旱澇分布。對亞非夏季風(fēng)系統(tǒng)年代際變化的研究和歸因具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值,本文利用再分析數(shù)據(jù)和CMIP5模式數(shù)據(jù),揭示了亞非夏季風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征,重點分析了近百年亞非夏季風(fēng)年代際變率特征及成因;并探討了中等排放情景下未來亞非夏季風(fēng)降水的可能變化,加深對氣候變化背景下的季風(fēng)演變過程和機(jī)理的理解。本論文得到的結(jié)論如下:(1)亞非夏季風(fēng)系統(tǒng)具有完整的大尺度季風(fēng)雨帶。北非薩赫勒地區(qū)、南亞以及東亞(中國黃淮至華北地區(qū))降水呈現(xiàn)出一致變化。多種變量(降水極大值區(qū)、低層風(fēng)場輻合區(qū)和OLR極小值區(qū))清晰地表征了亞非夏季風(fēng)系統(tǒng)的帶狀分布特征。定義的亞非夏季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)和位置指數(shù),能夠準(zhǔn)確直觀的刻畫亞非夏季風(fēng)系統(tǒng)的整體性的變化特征。(2)近百年亞非夏季風(fēng)的年代際變率的主模態(tài):北非薩赫勒地區(qū)、南亞以及東亞地區(qū)(中國黃淮至華北地區(qū))降水呈現(xiàn)出一致型增加或減少。亞非夏季風(fēng)降水經(jīng)歷了三次年代際轉(zhuǎn)折:第一次出現(xiàn)在1920年前后,亞非夏季風(fēng)降水由少轉(zhuǎn)多;北非薩赫勒地區(qū)、南亞地區(qū)與中國東部地區(qū)的降水同步增多。第二次年代際轉(zhuǎn)折出現(xiàn)在1960s年代末期,亞非夏季風(fēng)降水由多轉(zhuǎn)少;北非薩赫勒地區(qū)、南亞地區(qū)與中國東部地區(qū)降水同步減少。第三次年代際轉(zhuǎn)折出現(xiàn)在1990s年代后期,北非薩赫勒和中國東部季風(fēng)雨帶加強(qiáng)和北移。(3)亞非夏季風(fēng)降水年代際變化的原因。亞非夏季風(fēng)年代際主模態(tài)受到AMO的調(diào)制。在1920s至1950s年代,AMO處于正位相,亞非夏季風(fēng)降水偏多;在1960s至1980年代,AMO處于負(fù)位相,亞非夏季風(fēng)降水減少。在AMO負(fù)位相和PDO正位相階段,亞非夏季風(fēng)經(jīng)歷了 1960s至1980s年代的少雨期,對流層中層存在遙相關(guān)波列,兩個主要的負(fù)中心位于地中海和東亞北部,主要的正中心位于歐洲中部。在北非地區(qū),對流層高層的氣旋性環(huán)流與低層為反氣旋性環(huán)流耦合,導(dǎo)致下沉氣流發(fā)展,不利于發(fā)生降水。在東亞的黃淮地區(qū),對流層高層受氣旋性環(huán)流控制,不利于發(fā)生降水。(4)近三十年來,在AMO冷位相轉(zhuǎn)暖位相條件下,亞非夏季風(fēng)降水在20世紀(jì)90年代中后期的第三次年代際轉(zhuǎn)折及其機(jī)制。從1990s年代后期開始,中國東部季風(fēng)區(qū)主雨帶呈現(xiàn)出加強(qiáng)和北移的變化,主雨帶到達(dá)江淮-黃淮地區(qū)。北非薩赫勒地區(qū)變濕,降水由少轉(zhuǎn)多。薩赫勒地區(qū)和我國黃淮地區(qū)降水呈同相變化(增多)原因在于歐亞與北非的大氣環(huán)流在溫、壓、風(fēng)三個方面對AMO暖位相呈現(xiàn)出顯著的耦合響應(yīng)。AMO暖位相在對流層上層激發(fā)出氣旋與反氣旋相間的東傳的Rossby波列。這個波列中,位于北非上空的反氣旋與北非地區(qū)地面的熱低壓相輻合,增強(qiáng)了在薩赫勒地區(qū)的上升運動。同時,在東亞地區(qū)上空也存在一個反氣旋與黃淮地區(qū)地面氣壓場上的低壓相輻合,進(jìn)而加強(qiáng)了中國黃淮地區(qū)的上升運動,導(dǎo)致了薩赫勒地區(qū)和東亞黃淮地區(qū)一致的降水增強(qiáng)。(5)AMO暖位相對亞非夏季風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的調(diào)制作用。亞非夏季風(fēng)的結(jié)構(gòu)特征主要體現(xiàn)為低層西風(fēng)與高層?xùn)|風(fēng)。低層,來自北方的三股冷空氣與來自赤道的幾內(nèi)亞灣偏西風(fēng)、索馬里越赤道氣流、孟加拉灣西南風(fēng)的匯合,形成三個冷暖空氣的交匯區(qū)。AMO暖位相下,對流層上層溫度變暖導(dǎo)致了高層熱帶東風(fēng)急流不斷加強(qiáng)北進(jìn)。對流層上層變暖導(dǎo)致熱帶東風(fēng)急流在入口區(qū)(東亞分支)和出口區(qū)(北非分支)風(fēng)速的同步加強(qiáng)。高空熱帶東風(fēng)急流的這種同步變化,分別激發(fā)并加強(qiáng)了急流入口區(qū)和出口區(qū)非地轉(zhuǎn)次級環(huán)流,引起急流入口區(qū)右側(cè)(黃淮地區(qū))和出口區(qū)左側(cè)(薩赫勒)的上升運動與降水同步增多。(6)多模式集合平均預(yù)估中等排放情景下,未來亞非夏季風(fēng)降水整體上呈增加趨勢,雨帶北移,且存在著階段性變化。在21世紀(jì)后期(2070s～2099s),亞非夏季風(fēng)區(qū)將進(jìn)入一個全面多雨期。未來百年,亞非夏季風(fēng)降水增加與北移的特征受到自然變率和人類活動所致的全球變暖的共同影響,但在本世紀(jì)后半期,人類活動的影響更為明顯。
[Abstract]:Asian African summer monsoon is a zonal planetary scale systems across North Africa, South Asia and East Asia, and the abnormal distribution of the intensity and position can affect a wide range across the region. It has an important scientific significance and application value of the research and the Asian African summer monsoon interdecadal change attribution, reanalysis data and CMIP5 data using this model and reveals the structural features of the Asian African summer monsoon system, focuses on the analysis of nearly a hundred years of summer monsoon interdecadal variability characteristics and causes; and discusses the secondary emission scenarios may change the Asian African summer monsoon precipitation, to deepen under the background of climate change in the monsoon evolution process and mechanism of the understanding of the conclusions. Are as follows: (1) summer monsoon system complete with large scale monsoon rain belt. The Sahel, South Asia and East Asia (China Huang Huai to the North China area) showed favorable precipitation Change. Many variables (maximum precipitation area, low wind convergence zone and OLR minimum area) clear characterization of the zonal distribution of Afro Asian summer monsoon system. Summer monsoon intensity index and the index position of the definition of integrity can accurately describe the variation characteristics of summer monsoon system. (2) the main mode of nearly a hundred years of summer monsoon interdecadal variability: Sahel, South Asia and East Asia (China Huang Huai to the North China area) precipitation showed identical type of increase or decrease. Summer monsoon rainfall experienced three interdecadal turning: for the first time in 1920 before and after the summer monsoon the precipitation from less turn; Sahel, South Asia and Eastern Chinese precipitation increased second times. Synchronous interdecadal appeared in 1960s in the late summer monsoon precipitation by around North Africa; SA Heller region, South Asia Area and precipitation in the east coastal region of Chinese simultaneously reduced. Third times interdecadal appeared in 1990s in the late 1960s, Sahel and North Africa China Eastern monsoon rain belt northward and strengthen. (3) the reason of interannual change summer monsoon precipitation in summer monsoon. The decadal main modal by AMO modulation. In 1920s to 1950s in AMO. In its positive phase, Asian African summer monsoon rainfall in 1960s; to 1980s, AMO in the negative phase, reduce the summer monsoon precipitation. In AMO negative and PDO positive phase, Asian African summer monsoon experienced less rainfall 1960s to 1980s in the middle troposphere are teleconection, two is located in the center of the main negative the Mediterranean Sea and the northern East Asia, is a major center located in Central Europe. In North Africa, upper tropospheric cyclonic circulation and the low level anticyclonic circulation coupling caused subsidence development, is not conducive to the occurrence of drop The water in East Asia. The Huang Huai area, the upper troposphere by cyclone circulation control, is not conducive to the occurrence of precipitation. (4) in the past thirty years, in the cold phase of AMO warm phase under the condition of summer monsoon precipitation in late 1990s third interdecadal and its mechanism. Starting from 1990s in the late 1990s, the main rain belt in Eastern the monsoon region China showing changes and strengthening northward, the main rain belt arrived Huang Huai Jianghuai area. Sahel wet precipitation from less. Turn the Sahel and China's Huang Huai area precipitation has a phase change (increase) in the atmospheric circulation in Eurasia and North Africa in the temperature, pressure, wind three aspects of AMO warm phase showed a significant coupling response of.AMO warm phase excitation cyclone and anticyclone and the eastward propagation of the Rossby wave in the upper troposphere. This wave, located in North Africa over the ground anticyclone and North Africa hot Low voltage phase convergence, enhances the upward movement in the Sahel region. At the same time, in the East Asian region over there is an anti cyclone and ground pressure in Huang Huai area on the field of low convergence, and strengthen the Huang Huai area Chinese upward movement, led to enhanced precipitation in the Sahel area and East Asia Huang Huai consistent. (5) AMO a relatively warm summer monsoon system structure modulation. Structural characteristics of summer monsoon is mainly reflected in low level and high level. The Lower East West, from the north and three cold air from the Gulf of Guinea equatorial westerly, the cross equatorial flow over the bay of Bengal, Southwest wind convergence, forming three warm and cold air the intersection area of.AMO warm phase, the upper troposphere temperature warming tall tropical easterly jet strengthened north. The upper troposphere warming of the tropical easterly jet in the entrance area (East Branch) And the exit area (North African branch) strengthen the wind speed. The synchronous change of high-altitude tropical easterly jet, respectively, to stimulate and strengthen the jet entrance and exit areas of ageostrophic secondary circulation, the right of the entrance region (Huang Huai) on the left and exit area (Sahel) ascending motion and precipitation synchronization (6 increase. The multi model ensemble prediction) secondary emission scenario, the future of the Asian African summer monsoon precipitation showed an increasing trend on the whole, the rain belt northward, and there is a phase change. In the late twenty-first Century (2070s ~ 2099s), the Asian African summer monsoon region will enter a comprehensive multi period. In the next century, Asian African summer monsoon and precipitation increase North features affected by global warming caused by human activities and the natural rate, but in the second half of this century, the influence of human activity is more obvious.

【學(xué)位授予單位】：中國氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P425.42

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本文編號：1412061