發(fā)布時(shí)間：2018-08-05 09:16

【摘要】：本文將南極海冰的變化放置在一個(gè)較為長(zhǎng)期的環(huán)境背景中,利用未插值的原始海洋觀測(cè)資料、陸地站點(diǎn)資料、再分析資料以及衛(wèi)星反演資料對(duì)比分析了1950-1978年和1979-2011年南半球夏季南大洋SST、近地面10m風(fēng)場(chǎng)以及海平面氣壓的氣候趨勢(shì)。進(jìn)一步用ERA-I全球再分析資料分析了1979-2011年南半球中高緯度緯向風(fēng)的變化,發(fā)現(xiàn)西風(fēng)趨勢(shì)呈現(xiàn)出非常顯著的區(qū)域性特征和季節(jié)不對(duì)稱性特征。我們將熱帶海洋SST、臭氧和溫室氣體作為模式的三種強(qiáng)迫源,利用三種強(qiáng)迫源的不同組合,通過(guò)CAM4大氣環(huán)流模式進(jìn)行了4組AMIP實(shí)驗(yàn),并分別提取出各個(gè)強(qiáng)迫項(xiàng)對(duì)環(huán)流異常的貢獻(xiàn)。為進(jìn)一步探究熱帶海洋對(duì)近年來(lái)南極氣候異常的貢獻(xiàn),我們通過(guò)CESM氣候耦合模式設(shè)計(jì)了太平洋起搏器實(shí)驗(yàn),即在海洋里加入向下的潛熱通量使得赤道東太平洋的海表面溫度盡可能地接近于觀測(cè),在耦合模式中強(qiáng)調(diào)熱帶海洋的作用。本文得到的主要結(jié)論有：(1)1979-2011年,除南極半島及周?chē)Ｓ?南大洋海表面溫度和表面氣溫均降低,與南極海冰的擴(kuò)張相一致。相反,在1950-1978南大洋幾乎為一致性的增暖。海平面氣壓和近地面緯向風(fēng)在1979年前、后也呈現(xiàn)出相反的變化趨勢(shì),例如在前(后)一時(shí)間段南大洋的增溫(變冷)伴隨著西風(fēng)的減弱(增強(qiáng))和氣壓梯度力的降低(升高)。各個(gè)彼此獨(dú)立觀測(cè)的物理量間相似的時(shí)間演變特征強(qiáng)有力地證明了南大洋存在著年代際低頻振蕩的特征。(2)南半球夏季時(shí)間,中高緯度的環(huán)流異常主要是受到熱帶海洋和臭氧的共同作用,溫室氣體等外強(qiáng)迫對(duì)中高緯度環(huán)流異常影響微弱；而到南半球秋季時(shí)間,環(huán)流的異常信號(hào)主要集中在太平洋扇區(qū),赤道中太平洋激發(fā)的遙相關(guān)波列將熱帶信號(hào)傳播至太平洋扇區(qū)的中高緯度,該區(qū)域主要是受到熱帶海洋的遙相關(guān)影響。(3)起搏器實(shí)驗(yàn)?zāi)M的SST趨勢(shì)均在太平洋區(qū)域呈現(xiàn)出一個(gè)與Interdecadal Pacific Oscillilation (IPO)相似的分布結(jié)構(gòu),并與觀測(cè)結(jié)果相同。而在南大洋,幾乎所有的起搏器實(shí)驗(yàn)均呈現(xiàn)出太平洋扇區(qū)顯著變冷的特征,但南大洋海溫大范圍變冷和南極海冰緩慢增長(zhǎng)的特征卻并不顯著。盡管如此,出現(xiàn)在太平洋扇區(qū)的顯著變冷,意味著太平洋扇區(qū)是與熱帶氣候緊密聯(lián)系的關(guān)鍵區(qū)域,并進(jìn)一步證實(shí)了南極氣候與熱帶海洋的聯(lián)系。總之,近年來(lái)南極海冰的增長(zhǎng)趨勢(shì)是其年代際變化的一部分,繞極西風(fēng)的增強(qiáng)通過(guò)使南大洋變冷最終導(dǎo)致南極海冰的增長(zhǎng)。繞極西風(fēng)的增強(qiáng)是熱帶海洋和臭氧的共同作用導(dǎo)致的。盡管我們?cè)隈詈夏Ｊ街袕?qiáng)調(diào)熱帶海洋的作用,但對(duì)南大洋海溫和南極海冰的模擬能力仍較弱。
[Abstract]:In this paper, the variation of Antarctic sea ice is placed in a relatively long-term environmental background, using uninterpolated original ocean observation data, land station data, From 1950 to 1978 and from 1979 to 2011, the climate trends of the Southern Ocean SST, the 10 m wind field near the surface and the sea level pressure in the Southern Hemisphere from 1950 to 1978 and from 1979 to 2011 were compared and analyzed by reanalysis data and satellite inversion data. The variation of latitudinal winds in the Southern Hemisphere from 1979 to 2011 is analyzed by using the ERA-I global reanalysis data. It is found that the westerly wind trends show very significant regional and seasonal asymmetry characteristics. The tropical ocean, ozone and greenhouse gases are used as three forcing sources of the model. Using different combinations of the three forcing sources, four groups of AMIP experiments are carried out through the CAM4 atmospheric circulation model, and the contribution of each forcing term to the circulation anomaly is extracted respectively. In order to further explore the contribution of tropical oceans to Antarctic climate anomalies in recent years, we designed the Pacific pacemaker experiment through the CESM climate coupling model. That is to say, the downward latent heat flux in the ocean makes the sea surface temperature in the equatorial eastern Pacific as close as possible to observations, and emphasizes the role of the tropical ocean in the coupling model. The main conclusions obtained in this paper are as follows: (1) from 1979 to 2011, the surface temperature and surface temperature of the Southern Ocean Sea decreased except for the Antarctic Peninsula and the surrounding sea area, which is consistent with the expansion of Antarctic sea ice. In contrast, the Southern Ocean was almost uniformly warmer in 1950-1978. The sea level pressure and the near-surface zonal wind also showed a reverse trend before 1979, for example, the warming (cooling) of the Southern Ocean was accompanied by the weakening (strengthening) of the westerly wind and the decrease (rise) of the pressure gradient force in a period of time before (after). The similar temporal evolution characteristics among the physical quantities observed independently of each other strongly prove the existence of Interdecadal low frequency oscillation in the Southern Ocean. (2) Summer time in the Southern Hemisphere, The anomaly of circulation in middle and high latitudes is mainly affected by the interaction of tropical ocean and ozone, and the extrinsic forcing of greenhouse gases has a weak effect on the anomaly of circulation in middle and high latitudes, while in the autumn of the southern hemisphere, the anomalous signals of circulation are mainly concentrated in the Pacific sector. Teleconnective wave trains excited in the equatorial central Pacific transmit tropical signals to the mid-high latitudes of the Pacific sector. This region is mainly affected by the teleconnection of tropical ocean. (3) the SST trends simulated by pacemaker experiments all show a similar distribution structure to Interdecadal Pacific Oscillilation (IPO) in the Pacific region, and the results are the same as those observed. However, in the Southern Ocean, almost all pacemaker experiments show significant cooling in the Pacific sector, but the characteristics of large-scale cooling in the Southern Ocean and slow growth of the Antarctic sea ice are not significant. Nevertheless, the significant cooling in the Pacific sector means that the Pacific sector is a key area closely linked to the tropical climate, and further confirms the link between the Antarctic climate and the tropical ocean. In a word, the increasing trend of Antarctic sea ice in recent years is a part of its decadal variation. The increase of circumpolar westerly wind finally leads to the increase of Antarctic sea ice by cooling the Southern Ocean. The enhancement of circumpolar westerly wind is caused by the combined action of tropical ocean and ozone. Although we emphasize the role of the tropical ocean in the coupling model, the ability to simulate the southern ocean sea and Antarctic sea ice is still weak.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P731.15

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙士青;“工程海冰”新觀點(diǎn),“渤海海冰”添特色──《工程海冰學(xué)概論》簡(jiǎn)評(píng)[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);2000年02期

2 康建成;海冰及海冰與海洋、大氣、生物圈國(guó)際會(huì)議[J];極地研究;2000年03期

3 季順迎,岳前進(jìn),姚征;渤海海冰動(dòng)力學(xué)中的粘彈塑性本構(gòu)模型[J];水科學(xué)進(jìn)展;2002年05期

4 康建成;第17屆鄂霍次克海和海冰國(guó)際研討會(huì)[J];極地研究;2002年01期

5 ;白色災(zāi)害——海冰[J];甘肅科技縱橫;2002年06期

6 康建成,孫波,孫俊英,孟廣琳,GOTO-AZUMA Kumiko,張小偉;北極楚科奇海海冰特征研究——以1999年夏季為例[J];冰川凍土;2002年02期

7 鄧冰,佟凱,張學(xué)宏,劉金芳;渤、黃海海冰的變化和預(yù)報(bào)結(jié)果分析[J];海洋科學(xué)進(jìn)展;2003年02期

8 高振會(huì),楊建強(qiáng),費(fèi)立淑;分形分析方法在海冰趨勢(shì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J];海洋通報(bào);2003年04期

9 王學(xué)忠,孫照渤,胡邦輝;近年來(lái)國(guó)外海冰模式發(fā)展的回顧[J];南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào);2003年03期

10 肖培弘;海冰,可怕的破壞力[J];海洋世界;2003年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 郭井學(xué);李鑫;席穎;李丙瑞;;雷達(dá)技術(shù)在極地海冰厚度探測(cè)中的應(yīng)用研究[A];中國(guó)地球物理2010——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十六屆年會(huì)、中國(guó)地震學(xué)會(huì)第十三次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

2 武皓微;龐永杰;;海冰的危害及其淡化利用[A];第十五屆中國(guó)海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集(中)[C];2011年

3 孫波;何茂兵;康建成;溫家洪;李院生;;探地雷達(dá)對(duì)北冰洋海冰的探測(cè)與分析[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊2002——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十八屆年會(huì)論文集[C];2002年

4 王幫兵;孫波;田鋼;郭井學(xué);張向培;;三維雷達(dá)方法探測(cè)北極夏季海冰[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第22屆年會(huì)論文集[C];2006年

5 郭井學(xué);孫波;;電磁感應(yīng)方法在波西尼亞灣海冰厚度探測(cè)中的應(yīng)用[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十三屆年會(huì)論文集[C];2007年

6 王剛;季順迎;呂和祥;岳前進(jìn);;海冰的廣義雙剪粘彈塑性本構(gòu)模型[A];數(shù)學(xué)·力學(xué)·物理學(xué)·高新技術(shù)研究進(jìn)展——2006（11）卷——中國(guó)數(shù)學(xué)力學(xué)物理學(xué)高新技術(shù)交叉研究會(huì)第11屆學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

7 吳輝碇;;海冰動(dòng)力學(xué)過(guò)程的數(shù)值模擬[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

8 李彥青;蘇潔;汪洋;郭曉葭;翟夢(mèng)茜;;渤海海冰距離侯平均時(shí)間序列構(gòu)建與分析[A];第28屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)——S3天氣預(yù)報(bào)災(zāi)害天氣研究與預(yù)報(bào)[C];2011年

9 周琳琳;康建成;益建芳;張小偉;;被動(dòng)微波遙感與南極海冰[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊2002——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十八屆年會(huì)論文集[C];2002年

10 周凱;;基于機(jī)載多傳感器系統(tǒng)的海冰航空遙測(cè)研究[A];第十四屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 周潔;海冰不期而至[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

2 記者 馮君　王晨;渤海海冰范圍比常年平均偏大2.1倍[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

3 本報(bào)記者 張一玲;科學(xué)利用海冰資源 淡化研究取得進(jìn)展[N];中國(guó)海洋報(bào);2010年

4 本報(bào)記者 鄭楊;海冰預(yù)警：科技大顯身手[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2010年

5 海貝;走近海冰[N];中國(guó)漁業(yè)報(bào);2010年

6 記者 閆平;海冰淡化離我們還有多遠(yuǎn)[N];經(jīng)濟(jì)參考報(bào);2010年

7 本報(bào)記者 丁雷;海冰——變害為利正當(dāng)時(shí)[N];大連日?qǐng)?bào);2010年

8 記者 李大慶;我首創(chuàng)利用海冰水灌溉農(nóng)田[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

9 本報(bào)特派記者 陳瑜;“行走”海冰上[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

10 通訊員 謝盼　張博;河北：海冰融化影響水產(chǎn)養(yǎng)殖[N];中國(guó)氣象報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 季順迎;渤海海冰數(shù)值模擬及其工程應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2001年

2 張晰;極化SAR渤海海冰厚度探測(cè)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2011年

3 王杭州;海冰基太陽(yáng)輻照度剖面自動(dòng)監(jiān)測(cè)及校正技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 樊婷婷;近30年來(lái)南極海冰增長(zhǎng)的本質(zhì)特征及其影響機(jī)制[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

5 趙寶剛;渤海遼東灣冰區(qū)工程點(diǎn)雷達(dá)海冰監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)技術(shù)研究[D];大連海事大學(xué);2008年

6 王瑞學(xué);海冰動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬及波浪與海冰相互作用[D];大連理工大學(xué);2010年

7 李春花;海冰在潮汐和波浪作用下的斷裂機(jī)理研究[D];大連理工大學(xué);2000年

8 紀(jì)永剛;基于微波圖像的遼東灣海冰典型要素信息提取[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2006年

9 盧鵬;基于圖像分析的海冰幾何參數(shù)和拖曳系數(shù)參數(shù)化研究[D];大連理工大學(xué);2007年

10 郭井學(xué);基于電磁感應(yīng)理論的極地海冰厚度探測(cè)研究[D];吉林大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張樹(shù)剛;夏季北冰洋海冰融化過(guò)程中能量分配的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2009年

2 張蕊;北極夏季海冰表面融池形態(tài)分析[D];大連理工大學(xué);2010年

3 宋艷平;極區(qū)油船與冰碰撞的非線性有限元仿真研究[D];大連海事大學(xué);2015年

4 劉立劍;基于C波段PolSAR的多特征融合的海冰厚度反演[D];大連海事大學(xué);2015年

5 李明廣;夏季南極普里茲灣海冰及其光學(xué)特征觀測(cè)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

6 馬珊珊;基于圖像處理的GOCI衛(wèi)星海冰漂移監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];青島科技大學(xué);2015年

7 吳青;基于GOCI衛(wèi)星的渤海海冰漂移監(jiān)測(cè)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

8 沈楊;結(jié)合MRF與v-SVM的SAR海冰圖像分類(lèi)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

9 劉燦俊;結(jié)合相干斑抑制和區(qū)域生長(zhǎng)的SAR海冰圖像MRF分割方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

10 昂安;帶有區(qū)域分裂自適應(yīng)細(xì)化過(guò)程的SAR海冰圖像分割[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：2165332