發(fā)布時(shí)間：2017-08-30 11:19

  本文關(guān)鍵詞：北極海冰消融對(duì)秋冬季歐亞大陸氣溫的影響及其可能機(jī)理

  更多相關(guān)文章： 北極海冰消融 北極放大 季節(jié)特征 歐亞冷冬

【摘要】：北極海冰作為全球的冷源在氣候系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的調(diào)制作用。近幾十年來(lái),在全球變暖的背景下,北極海冰急劇消融,并引發(fā)了北極的劇烈增暖和一系列氣候變化。本文利用多種觀測(cè)和再分析資料,并結(jié)合數(shù)值模擬,研究了海冰消融對(duì)秋冬季歐亞大陸溫度的影響及其機(jī)制。首先從海冰減少導(dǎo)致北極局地增溫的季節(jié)特征入手,分析了近年來(lái)北極增暖的季節(jié)特征及其與海冰消融之間的關(guān)系,明確了海冰消融造成北極增溫最顯著的兩個(gè)季節(jié)是秋季和冬季：進(jìn)而分析了秋季和冬季緊鄰北極的歐亞大陸近10年來(lái)的溫度變化特征,并分別研究了其與秋冬季海冰消融之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,研究了前期秋季海冰在年代際和年際兩種時(shí)間尺度上影響歐亞大陸冬季溫度的不同區(qū)域和機(jī)制,并對(duì)比了前期秋季和同期冬季海冰對(duì)冬季歐亞大陸溫度的不同影響,指出了秋季海冰影響冬季歐亞大陸溫度的兩種途徑。主要結(jié)論如下：(1)北極海冰消融和北極增暖具有顯著的季節(jié)特征。其中夏季和秋季的海冰減少趨勢(shì)分布于北冰洋邊緣的大部分地區(qū)；春季和冬季的海冰減少趨勢(shì)主要位于新地島附近的巴倫支海和喀拉海。近幾十年來(lái)北極的顯著增溫在秋季和冬季最為顯著,夏季的增溫不顯著。此外,在秋季和冬季,北極海冰減少與北極增溫的區(qū)域分布非常一致,而在夏季二者則無(wú)顯著聯(lián)系。這主要是因?yàn)閷?duì)于低空大氣而言,海水在夏季是冷源,而在秋冬季是熱源。海冰的減少和開(kāi)闊水面的增加在夏季的作用是使得海水吸收更多的大氣熱量,而在秋冬季的作用則是使得海水向大氣釋放更多的熱量。夏季海水吸收的熱量延遲至秋冬季釋放到大氣中,這種延遲放熱機(jī)制是北極在秋冬季增溫顯著而夏季增溫不顯著的主要原因。(2)近10年北極增溫最顯著的季節(jié)是秋季和冬季,在緊鄰北極的歐亞大陸也是秋季和冬季的溫度變化最顯著,而其中秋季表現(xiàn)為年代際升溫,冬季則表現(xiàn)為年代際降溫。冬季歐亞的年代際降溫與冬季北極海冰的年代際減少有顯著聯(lián)系。冬季北極海冰的年代際減少造成的北極增暖使得極地和大陸之間的溫度梯度減弱,進(jìn)而導(dǎo)致由大西洋吹往歐亞大陸的暖濕氣流減弱；在氣壓場(chǎng)方面,冬季海冰的減少可以造成大陸低空的西伯利亞高壓加強(qiáng)以及中高層北極上空的位勢(shì)高度正異常和貝加爾湖上空的位勢(shì)高度負(fù)異常。這些變化使得北大西洋輸送到大陸的熱量減少,而北極的冷空氣則容易南下入侵造成大陸的低溫天氣。秋季北極海冰減少的作用主要是使得秋季的北極局地增暖,其與大陸的年代際升溫并無(wú)顯著聯(lián)系。(3)前期秋季北極海冰與歐亞大陸冬季溫度在年代際和年際兩種時(shí)間尺度上的聯(lián)系存在顯著區(qū)別。整個(gè)北極秋季海冰的年代際減少與歐亞大陸冬季的年代際降溫都有顯著聯(lián)系；而在年際尺度上,影響歐亞大陸冬季溫度的秋季海冰主要分布在巴倫支海、喀拉海和拉普捷夫海西部(30°-120°,75°N-85°N)的關(guān)鍵區(qū)內(nèi)。全區(qū)北極海冰年際指數(shù)與冬季歐亞溫度的聯(lián)系不顯著。關(guān)鍵區(qū)海冰偏少導(dǎo)致的高度場(chǎng)異常呈典型的NAO負(fù)位相分布,北大西洋吹向歐亞大陸的暖濕氣流顯著減弱和歐亞大陸北風(fēng)的加強(qiáng)導(dǎo)致歐亞大陸中高緯地區(qū)溫度偏低。(4)前期秋季海冰影響歐亞大陸冬季溫度有兩條途徑：一是可以通過(guò)海冰的持續(xù)性影響冬季的海冰異常,進(jìn)而激發(fā)北極暖一大陸冷的第一模態(tài)；二是獨(dú)立于冬季海冰影響類似于NAO負(fù)位相的第二模態(tài)；能夠激發(fā)第二模態(tài)的秋季海冰主要集中在30。E-120°E,75°N-85°N的關(guān)鍵區(qū)內(nèi),整個(gè)北極地區(qū)秋季海冰的年代際減少不能激發(fā)第二模態(tài),對(duì)冬季氣溫的影響也很微弱。
【關(guān)鍵詞】：北極海冰消融 北極放大 季節(jié)特征 歐亞冷冬
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P461.2
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 研究目的和意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展12-18
• 1.2.1 北極海冰的季節(jié)循環(huán)、消融現(xiàn)狀和未來(lái)預(yù)估12-13
• 1.2.2 海冰消融的可能原因13-15
• 1.2.3 北極增溫與海冰消融的關(guān)系15-16
• 1.2.4 北極海冰消融對(duì)歐亞大陸冬季氣溫的影響16-18
• 1.3 問(wèn)題的提出18-19
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容19-20
• 參考文獻(xiàn)20-27
• 第二章 資料方法和模式27-33
• 2.1 所用資料27
• 2.2 方法介紹27-28
• 2.3 模式介紹28-31
• 2.3.1 控制試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和敏感試驗(yàn)初值的生成28-29
• 2.3.2 敏感試驗(yàn)的海冰和海溫29-31
• 參考文獻(xiàn)31-33
• 第三章 北極海冰消融和北極增溫的季節(jié)差異及其聯(lián)系機(jī)制33-49
• 3.1 引言33-34
• 3.2 資料方法34
• 3.3 北極海冰減少的季節(jié)特點(diǎn)34-36
• 3.4 北極海冰減少對(duì)北極增溫的影響36-43
• 3.4.1 北極增溫的季節(jié)特征36-39
• 3.4.2 海冰減少影響北極溫度的季節(jié)特征39-43
• 3.5 數(shù)值模擬研究43-45
• 3.6 小結(jié)與討論45-46
• 參考文獻(xiàn)46-49
• 第四章 近10年秋冬季歐亞大陸溫度的年代際變化及其與海冰消融的聯(lián)系49-65
• 4.1 引言49-50
• 4.2 近10年與前20年北半球溫度差異的季節(jié)特征50-52
• 4.3 冬季歐亞大陸年代際降溫與冬季北極海冰減少的關(guān)系52-56
• 4.3.1 冬季海冰與歐亞低溫的聯(lián)系52-53
• 4.3.2 可能機(jī)制53-56
• 4.4 秋季歐亞大陸年代際升溫與北極海冰消融和北極升溫的關(guān)系56-61
• 4.5 小結(jié)與討論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 第五章 秋季北極海冰與歐亞冬季氣溫在年代際和年際尺度上的不同聯(lián)系65-85
• 5.1 引言65-66
• 5.2 資料方法66
• 5.3 秋季全區(qū)北極海冰在兩種尺度上對(duì)EAA冬季溫度的不同影響66-68
• 5.4 EAA地區(qū)冬季氣溫與秋季北極海冰在年代際和年際尺度上的不同聯(lián)系68-77
• 5.4.1 EAA地區(qū)冬季氣溫的年代際和年際變化特征68-70
• 5.4.2 秋季北極海冰與冬季歐亞溫度在年代際尺度上的聯(lián)系70-73
• 5.4.3 年際尺度上影響冬季歐亞溫度的海冰關(guān)鍵區(qū)73-77
• 5.5 小結(jié)與討論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-85
• 第六章 前期秋季北極海冰影響冬季歐亞溫度的兩個(gè)途徑85-99
• 6.1 引言85-87
• 6.2 秋冬季北極海冰的持續(xù)性對(duì)歐亞大陸冬季天氣的影響87-90
• 6.2.1 秋冬季海冰的持續(xù)性87-88
• 6.2.2 秋冬季海冰對(duì)冬季歐亞氣溫兩個(gè)主要模態(tài)的影響88-90
• 6.3 秋冬季海冰異常對(duì)冬季歐亞溫度的不同影響90-93
• 6.4 數(shù)值模擬研究93-96
• 6.4.1 秋冬季北極海冰的不同影響93-95
• 6.4.2 秋季關(guān)鍵區(qū)與全區(qū)海冰的不同影響95-96
• 6.5 小結(jié)與討論96-97
• 參考文獻(xiàn)97-99
• 第七章 結(jié)論和展望99-105
• 7.1 結(jié)論99-101
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)101-102
• 7.3 展望102
• 參考文獻(xiàn)102-105
• 讀博期間發(fā)表論文和獲得獎(jiǎng)勵(lì)105-107
• 已完成論文105
• 獲得獎(jiǎng)勵(lì)105-107
• 致謝107

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