全球变化背景下东亚区域气候年代际时空演变的统计—动力特征

论文摘要

在全球变暖的背景下,气候变化对环境、水资源、工农业生产和人民生活的影响日益显著,并越来越受到人们的关注。为了解近40年来中国区域气候及东亚季风的年代际变化规律及其成因,本文以揭示气候基本要素的空间结构及其年代际演变特征为主要目标,采用统计-动力综合分析方法（趋势转折判别模型、相关分析、EOF-SVD综合分析等）,分析了中国大陆气候型年代际演变趋势及其转折特征;重点研究了东亚冬、夏季风的年代际时空演变特征和全球变暖背景下东亚区域的非均匀热力空间结构年代际演变特征,并分析了两者之间的相关联系;研究了中国东部日照时数、低云量等气象要素的年代际演变特征,初步探讨了气溶胶区域气候效应及其与东亚季风年代际变化的相关联系;并采用区域气候模式对东亚海陆热力差异演变特征的影响效应进行了模拟试验。本文获取了以下主要研究结果:NCEP/NCAR再分析资料可信度分析:本文采用计算标准化均方根误差、相关分析以及EOF分解等多种客观分析统计方法,讨论了NCEP/NCAR再分析资料在中国区域气候变化研究中的可信度的季节特征及其空间差异。从时间上看,NCEP/NCAR再分析风速资料在春、夏、秋季具有一定的可信度,但冬季的可信度较差;表面气温则是冬季的可信度最好,夏季的可信度较差。从空间来看,NCEP再分析风速、表面气温资料在中国东部地区的可信度均好于西部,表现出较显著的区域性差异特征,且随着高度升高,风速资料的可信度增大。气候型年代际转折空间结构特征:采用趋势转折判别模型对1961～2000年中国区域站点及分区的冬、夏季气候型年代际转折特征进行了分析。通过逐站检验,揭示了站点“群体”气候型年代际转折的区域“同步性”特征,即气候型年代际转折发生年份相近,且转折后趋势一致的站点呈明显的带状区域分布。站点“群体”及分区气候型的年代际转折检验结果表明,冬季气温由降温趋势转为增温趋势年代际转折的发生时间北方早于南方,夏季则是北方晚于南方,但转折后冬、夏季的增温趋势均为北方地区比南方地区显著;夏季降水最近一次的年代际趋势转折大多发生在20世纪80年代,转折后南方大部地区为增加趋势,北方除了西北地区西部外以减少趋势为主,呈显著的“南涝北旱”变化趋势。区域气候与东亚季风空间结构年代际演变特征:利用1961～2000年NCEP/NCAR

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 中国现代气候年代际变化特征及其可能成因
• 1.1.1 中国现代气候的年代际变化特征
• 1.1.2 中国区域气候变化与东亚季风变异
• 1.1.3 中国区域气候变化与人类活动
• 1.2 东亚季风变化特征及其成因
• 1.2.1 东亚冬季风变异特征及其成因
• 1.2.2 东亚夏季风变异特征及其成因
• 1.3 大气气溶胶气候效应
• 1.3.1 中国区域大气气溶胶分布及其变化特征
• 1.3.2 气溶胶气候效应的模拟研究
• 1.3.3 城市大气气溶胶的气候效应
• 1.4 论文总体框架和章节安排
• 第二章 资料和方法
• 2.1 资料说明
• 2.2 方法说明
• 2.2.1 标准化均方根误差
• 2.2.2 EOF分解原理
• 2.2.3 EOF-SVD综合分析方法
• 2.2.4 气候变化趋势转折判别模型
• 第三章 NCEP/NCAR再分析风速、表面气温资料的可信度分析
• 3.1 均方根误差分析结果
• 3.1.1 地面气温
• 3.1.2 风场
• 3.2 相关分析结果
• 3.3 EOF分析结果
• 3.4 本章总结
• 第四章 中国大陆气候型年代际转折的区域性结构特征
• 4.1 中国冬、夏季气候型年代际转折特征
• 4.1.1 中国区域平均气温、降水的年代际转折特征
• 4.1.2 各站点气候型年代际转折的区域性结构特征
• 4.2 不同分区的冬、夏季气候型年代际转折特征
• 4.2.1 各分区冬季气候趋势转折特征
• 4.2.2 各分区夏季气候趋势转折特征
• 4.3 本章总结
• 第五章 东亚季风年代际时空演变特征与海陆表面气温的非均匀变化
• 5.1 东亚冬季风变异及其与海陆表面气温年代际变化的相关特征
• 5.1.1 中国区域冬季气候的年代际变化趋势
• 5.1.2 东亚冬季风强度指数及其变化特征
• 5.1.3 东亚冬季风年代际变化的时空特征
• 5.1.4 冬季表面气温与冬季风年代际变化的区域性相关特征
• 5.2 东亚夏季风变异及其与春季海陆表面气温年代际变化的相关特征
• 5.2.1 长江中下游夏季旱涝与经向风的相关特征
• 5.2.2 中国区域夏季降水年代际变化特征
• 5.2.3 东亚夏季风年代际变化的时空特征
• 5.2.4 春季表面气温与夏季风年代际变化的区域性相关特征
• 5.3 本章总结
• 第六章 气溶胶影响域及其区域气候效应
• 6.1 冬季北京周边城市群落气溶胶影响域及其气候效应
• 6.1.1 北京及周边城市群落冬季气溶胶分布特征及其影响域
• 6.1.2 北京及周边城市群落冬季的气溶胶区域气候效应
• 6.1.3 EOF模型分析北京及周边地区冬季气候变化显著区特征
• 6.2 夏半年中国东部气溶胶影响域及其区域气候效应
• 6.2.1 中国南方与北方夏半年降水化学成份的区域性差异
• 6.2.2 中国东部夏半年地面气温与日照时数年代际变化的相关特征
• 6.2.3 中国东部夏半年的气溶胶区域气候效应
• 6.2.4 气溶胶对东亚夏季风动力结构的可能影响
• 6.3 本章总结
• 第七章 东亚季风变异成因的数值模拟研究
• 7.1 全球气候模式对东亚区域气候模拟的不确定性
• 7.1.1 资料处理简介
• 7.1.2 模拟结果与实测资料的相关性分析
• 7.1.3 模拟结果距平符号正确率
• 7.2 RegCM3 模式简介
• 7.3 RegCM3 模拟区域的选择
• 7.3.1 东亚夏季风变异试验模拟区域的选择
• 7.3.2 东亚冬季风变异试验模拟区域的选择
• 7.4 东亚冬季风变异的敏感性试验
• 7.4.1 试验方案简介
• 7.4.2 模拟结果分析
• 7.5 东亚夏季风变异的敏感性试验
• 7.5.1 试验方案简介
• 7.5.2 模拟结果分析
• 7.6 本章总结
• 第八章 全文总结
• 8.1 主要结论
• 8.2 创新点
• 8.3 存在问题及未来工作设想
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介