程鲁尧:北极海冰减少对北半球中纬度夏季温度的影响论文

程鲁尧:北极海冰减少对北半球中纬度夏季温度的影响论文

本文主要研究内容

作者程鲁尧(2019)在《北极海冰减少对北半球中纬度夏季温度的影响》一文中研究指出:伴随北极变暖和海冰减少,北半球中纬度气候正在发生显著变化,冷冬和热浪等极端天气事件频发。北极变暖和海冰减少是否能通过大尺度大气环流影响北半球中纬度气温已成为热点问题。然而,不论是基于观测资料诊断,还是基于模式模拟分析,北极海冰减少是否及如何对夏季北半球中纬度气温产生影响仍然没有被认识清楚。本文首先基于1979-2012年北极海冰观测资料、NOAA地面气温分析资料以及ERA-Interim大气再分析资料,采用回归和相关等统计分析方法,揭示了北极海冰长期及年际变率的空间分布,分析了北极海冰减少对夏季北半球中纬度气温和大气环流的影响规律;然后,利用CAM4和ECHAM5两个大气环流模式,设计了有海冰异常强迫(AMIP_full)和无海冰异常强迫(AMIP_noSIC)两组对比试验,验证了北极海冰减少对夏季北半球中纬度气温和大气环流的影响规律。结果表明:北极海冰减少通过影响大气环流进而导致夏季北半球中纬度低层气温显著降低,并且这种变冷信号可能主要由春季海冰减少主导。这一结果暗示,北极海冰减少一定程度上抵消了海温和温室气体引起的升温趋势,而以往研究提出的夏季北半球中纬度增暖是由于北极海冰减少导致的说法可能不成立。利用前期三个季节(秋季、冬季、春季)北极海冰指数回归的夏季地表气温异常显示,从秋季至春季,伴随北极海冰减少,夏季欧亚大陆变冷信号越来越显著。尤其是由于春季北极海冰减少强迫,整个欧亚大陆夏季呈现变冷信号,以地中海区域、欧亚大陆北部最为显著,同时北美南部的变冷信号开始增强。春季北极海冰异常信号一定程度可以成为预测北半球中纬度夏季气温的先兆指标。夏季北半球中纬度大陆变冷信号与大气环流场对北极海冰减少强迫的响应一致。首先,与北极海冰异常相联系的大气位势高度场异常呈现相当正压结构;其次,伴随春季北极海冰减少,夏季欧亚大陆整体呈现出低压异常异常,地中海地区、北美西南部也出现显著的异常低压异常中心,因而导致北半球中纬度大陆夏季温度下降。另外,春季北极海冰减少会削弱欧亚大陆和北美大陆的高压异常中心,这也为北极海冰减少导致北半球夏季大陆变冷提供了一定的依据。数值模拟对比试验验证了北极海冰减少可以导致夏季北半球中纬度大陆变冷,并且这种变冷信号可能是由春季海冰减少主导。北极海冰减少导致欧亚大陆和北美大陆夏季出现大范围降温趋势,并且对流层中低层的降温趋势比地面更加显著,降温范围更大,尤其是在俄罗斯北部、欧洲和北美三个区域。北极海冰异常强迫引起的地面气温变冷趋势约为-0.07~-0.11℃/1Oyr,可以抵消海温引起升温趋势的20~30%。数值模拟对比试验进一步印证,北极海冰减少是通过影响大气环流场进而导致北半球中纬度夏季变冷。北极海冰异常强迫的夏季500hPa位势高度场异常呈现出类似于负位相的AO/NAO模态,即北极地区位势高度场显著抬高,而中纬度地区呈现出大范围下降,从而导致中纬度和极地之间的位势高度梯度减小,夏季极涡减弱。同时,夏季300hPa副热带急流从东亚到大西洋中部显著加强,但北美北部和大西洋地区西风显著减弱。北极海冰异常强迫导致北冰洋沿岸出现显著的东风,中高纬度地区出现增强的经向风,这使得北极冷空气更容易向南入侵到北美大陆西北部、欧洲和俄罗斯北部。

Abstract

ban sui bei ji bian nuan he hai bing jian shao ,bei ban qiu zhong wei du qi hou zheng zai fa sheng xian zhe bian hua ,leng dong he re lang deng ji duan tian qi shi jian pin fa 。bei ji bian nuan he hai bing jian shao shi fou neng tong guo da che du da qi huan liu ying xiang bei ban qiu zhong wei du qi wen yi cheng wei re dian wen ti 。ran er ,bu lun shi ji yu guan ce zi liao zhen duan ,hai shi ji yu mo shi mo ni fen xi ,bei ji hai bing jian shao shi fou ji ru he dui xia ji bei ban qiu zhong wei du qi wen chan sheng ying xiang reng ran mei you bei ren shi qing chu 。ben wen shou xian ji yu 1979-2012nian bei ji hai bing guan ce zi liao 、NOAAde mian qi wen fen xi zi liao yi ji ERA-Interimda qi zai fen xi zi liao ,cai yong hui gui he xiang guan deng tong ji fen xi fang fa ,jie shi le bei ji hai bing chang ji ji nian ji bian lv de kong jian fen bu ,fen xi le bei ji hai bing jian shao dui xia ji bei ban qiu zhong wei du qi wen he da qi huan liu de ying xiang gui lv ;ran hou ,li yong CAM4he ECHAM5liang ge da qi huan liu mo shi ,she ji le you hai bing yi chang jiang pai (AMIP_full)he mo hai bing yi chang jiang pai (AMIP_noSIC)liang zu dui bi shi yan ,yan zheng le bei ji hai bing jian shao dui xia ji bei ban qiu zhong wei du qi wen he da qi huan liu de ying xiang gui lv 。jie guo biao ming :bei ji hai bing jian shao tong guo ying xiang da qi huan liu jin er dao zhi xia ji bei ban qiu zhong wei du di ceng qi wen xian zhe jiang di ,bing ju zhe chong bian leng xin hao ke neng zhu yao you chun ji hai bing jian shao zhu dao 。zhe yi jie guo an shi ,bei ji hai bing jian shao yi ding cheng du shang di xiao le hai wen he wen shi qi ti yin qi de sheng wen qu shi ,er yi wang yan jiu di chu de xia ji bei ban qiu zhong wei du zeng nuan shi you yu bei ji hai bing jian shao dao zhi de shui fa ke neng bu cheng li 。li yong qian ji san ge ji jie (qiu ji 、dong ji 、chun ji )bei ji hai bing zhi shu hui gui de xia ji de biao qi wen yi chang xian shi ,cong qiu ji zhi chun ji ,ban sui bei ji hai bing jian shao ,xia ji ou ya da liu bian leng xin hao yue lai yue xian zhe 。you ji shi you yu chun ji bei ji hai bing jian shao jiang pai ,zheng ge ou ya da liu xia ji cheng xian bian leng xin hao ,yi de zhong hai ou yu 、ou ya da liu bei bu zui wei xian zhe ,tong shi bei mei na bu de bian leng xin hao kai shi zeng jiang 。chun ji bei ji hai bing yi chang xin hao yi ding cheng du ke yi cheng wei yu ce bei ban qiu zhong wei du xia ji qi wen de xian zhao zhi biao 。xia ji bei ban qiu zhong wei du da liu bian leng xin hao yu da qi huan liu chang dui bei ji hai bing jian shao jiang pai de xiang ying yi zhi 。shou xian ,yu bei ji hai bing yi chang xiang lian ji de da qi wei shi gao du chang yi chang cheng xian xiang dang zheng ya jie gou ;ji ci ,ban sui chun ji bei ji hai bing jian shao ,xia ji ou ya da liu zheng ti cheng xian chu di ya yi chang yi chang ,de zhong hai de ou 、bei mei xi na bu ye chu xian xian zhe de yi chang di ya yi chang zhong xin ,yin er dao zhi bei ban qiu zhong wei du da liu xia ji wen du xia jiang 。ling wai ,chun ji bei ji hai bing jian shao hui xiao ruo ou ya da liu he bei mei da liu de gao ya yi chang zhong xin ,zhe ye wei bei ji hai bing jian shao dao zhi bei ban qiu xia ji da liu bian leng di gong le yi ding de yi ju 。shu zhi mo ni dui bi shi yan yan zheng le bei ji hai bing jian shao ke yi dao zhi xia ji bei ban qiu zhong wei du da liu bian leng ,bing ju zhe chong bian leng xin hao ke neng shi you chun ji hai bing jian shao zhu dao 。bei ji hai bing jian shao dao zhi ou ya da liu he bei mei da liu xia ji chu xian da fan wei jiang wen qu shi ,bing ju dui liu ceng zhong di ceng de jiang wen qu shi bi de mian geng jia xian zhe ,jiang wen fan wei geng da ,you ji shi zai e luo si bei bu 、ou zhou he bei mei san ge ou yu 。bei ji hai bing yi chang jiang pai yin qi de de mian qi wen bian leng qu shi yao wei -0.07~-0.11℃/1Oyr,ke yi di xiao hai wen yin qi sheng wen qu shi de 20~30%。shu zhi mo ni dui bi shi yan jin yi bu yin zheng ,bei ji hai bing jian shao shi tong guo ying xiang da qi huan liu chang jin er dao zhi bei ban qiu zhong wei du xia ji bian leng 。bei ji hai bing yi chang jiang pai de xia ji 500hPawei shi gao du chang yi chang cheng xian chu lei shi yu fu wei xiang de AO/NAOmo tai ,ji bei ji de ou wei shi gao du chang xian zhe tai gao ,er zhong wei du de ou cheng xian chu da fan wei xia jiang ,cong er dao zhi zhong wei du he ji de zhi jian de wei shi gao du ti du jian xiao ,xia ji ji guo jian ruo 。tong shi ,xia ji 300hPafu re dai ji liu cong dong ya dao da xi xiang zhong bu xian zhe jia jiang ,dan bei mei bei bu he da xi xiang de ou xi feng xian zhe jian ruo 。bei ji hai bing yi chang jiang pai dao zhi bei bing xiang yan an chu xian xian zhe de dong feng ,zhong gao wei du de ou chu xian zeng jiang de jing xiang feng ,zhe shi de bei ji leng kong qi geng rong yi xiang na ru qin dao bei mei da liu xi bei bu 、ou zhou he e luo si bei bu 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自南京大学的程鲁尧,发表于刊物南京大学2019-07-02论文,是一篇关于北极海冰论文,中纬度论文,气温论文,大气环流论文,南京大学2019-07-02论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自南京大学2019-07-02论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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