本文關(guān)鍵詞：百年來亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化對全球兩次變暖不同響應(yīng)的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《蘭州大學(xué)》 2015年

百年來亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化對全球兩次變暖不同響應(yīng)的數(shù)值模擬研究

任余龍  

【摘要】：亞洲中緯度干旱區(qū)是全球緯度最高的干旱區(qū),自西向東橫跨西風(fēng)帶氣候區(qū)和季風(fēng)氣候區(qū),氣候特點(diǎn)突出,差異明顯,對全球氣候變化的響應(yīng)具有獨(dú)特性。研究表明,百年來全球經(jīng)歷了兩次顯著的氣候變暖時(shí)期,分別發(fā)生在20世紀(jì)20～40年代和80年代之后；亞洲中緯度干旱區(qū)對第二次變暖過程響應(yīng)明顯,然而對第一次變暖過程卻基本上沒有響應(yīng),原因何在?至今不明。針對上述問題,本文首先采用CRU資料研究了亞洲中緯度干旱區(qū)地面氣溫變化特征、遴選出了主要影響環(huán)流因子。然后針對CRU資料僅為地面有限要素的局限性,采用數(shù)值模擬方法建立了一套地面至50hPa共26層、網(wǎng)格距為2.8125°×2.8125°、要素齊全的全球102年逐月三維格點(diǎn)資料,彌補(bǔ)了現(xiàn)有資料時(shí)間序列短、分辨率低的不足,為研究亞洲’中緯度干旱區(qū)氣候變化及其成因提供了新途徑；由此對影響亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化的北半球極渦、歐亞環(huán)流、西太平洋副高等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究,初步揭示了兩次變暖時(shí)期各環(huán)流因子的變化特征及其對亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫兩次變暖影響的異同。最后從海-氣相互作用的角度,通過數(shù)值模擬研究了兩次變暖期亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對赤道中東太平洋海溫變化的響應(yīng)特征及差異。主要研究結(jié)果如下：1、CRU資料分析表明,與全球氣溫變化趨勢相對應(yīng),百年來亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫總體也是升高的,除亞洲夏季風(fēng)影響邊緣區(qū)外,亞洲中緯度干旱區(qū)其余地區(qū)氣溫對第一次全球變暖響應(yīng)不明顯；而對第二次全球變暖響應(yīng)明顯。北半球極渦、歐亞環(huán)流及西太平洋副高是影響亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化的主要環(huán)流因子。2、利用數(shù)值模式模擬建立的102年格點(diǎn)資料序列,成功地再現(xiàn)了近百年亞洲中緯度干旱區(qū)地面氣溫的變化趨勢和兩次變暖期的特征,為研究亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化原因供了新途徑。3、從百年來北半球極渦變化及其影響的角度來看,第一次變暖期間,北半球極渦中心位置偏東,其主體主要位于東半球,冷空氣抑制了亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球變暖的響應(yīng)；而第二次大幅度變暖期間,北半球極渦中心位置偏西,其主體主要位于西半球,從而有利于亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化對全球變暖的響應(yīng)。4、歐亞經(jīng)緯向環(huán)流是影響亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化的直接因子之一。研究表明,在第一次變暖時(shí)期,受極地冷渦主要偏向東半球的影響,歐亞經(jīng)向環(huán)流偏強(qiáng),冷空氣活動次數(shù)偏多、強(qiáng)度偏強(qiáng),與極渦的共同作用,抑制了亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球變暖的響應(yīng)；而第二次變暖期間,受極地冷渦主要偏向西半球的影響,歐亞緯向環(huán)流偏強(qiáng),經(jīng)向環(huán)流偏弱,冷空氣活動次數(shù)偏少、強(qiáng)度偏弱,使得亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化對全球變暖響應(yīng)明顯。5、西太平洋副高也是影響亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫變化的重要環(huán)流系統(tǒng)之一。研究表明,與第一次相比,第二次全球變暖期間西太平洋副高面積更大、強(qiáng)度更強(qiáng)、北界位置更偏北、西伸脊點(diǎn)更偏西,因此西太平洋副高在第二次全球變暖期間對亞洲中緯度干旱區(qū)增暖效應(yīng)顯著,而在第一次全球增暖過程中僅對亞洲東部夏季風(fēng)影響邊緣區(qū)有增暖效應(yīng),對亞洲中緯度干旱區(qū)其它地區(qū)作用不明顯。6、數(shù)值模擬試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)赤道中東太平洋海溫較低時(shí),亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球氣候變化響應(yīng)不顯著；當(dāng)赤道中東太平洋海溫較高時(shí),亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球氣候變化的響應(yīng)敏感,表明赤道中東太平洋海溫的高(厄爾尼諾)低(拉尼娜)會影響亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球氣候變化的響應(yīng)敏感程度。實(shí)際海溫分析結(jié)果表明,在第一次變暖時(shí)期,赤道中東太平洋海溫偏低,拉尼娜現(xiàn)象活躍,不利于亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球氣候變暖的響應(yīng)；而第二次變暖時(shí)期,赤道中東太平洋海溫較高,厄爾尼諾現(xiàn)象活躍,促進(jìn)了亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球氣候變暖的響應(yīng)。總之,本文研究結(jié)果歸納如下：第一次變暖過程中,北半球極地冷渦偏向東半球,導(dǎo)致歐亞經(jīng)向環(huán)流偏強(qiáng),冷空氣活動次數(shù)偏多、強(qiáng)度偏強(qiáng),雖然西太平洋副高略有增強(qiáng),但其主要影響亞洲東部夏季風(fēng)影響邊緣區(qū),而且赤道中東太平洋海溫偏低,諸多因素共同作用,抑制了亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球氣候變暖的響應(yīng)；與第一次相比,第二次全球變暖過程,北半球極地冷渦明顯偏向西半球,導(dǎo)致歐亞緯向環(huán)流偏強(qiáng),經(jīng)向環(huán)流偏弱,冷空氣活動次數(shù)偏少,強(qiáng)度偏弱；并且西太平洋副高面積更大、強(qiáng)度更強(qiáng)、北界位置更偏北、西伸脊點(diǎn)更偏西,加之赤道中東太平洋海溫較高,厄爾尼諾現(xiàn)象活躍,促進(jìn)了亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對全球氣候變暖的響應(yīng),在上述影響因子的共同作用下,亞洲中緯度干旱區(qū)氣溫對第二次全球變暖作出了明顯的響應(yīng)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P435;P423.3
【目錄】：

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