大气热源的特征及其对气候变化的影响

论文摘要

本文首先利用NCEP/NCAR第一套（1961-2000年）和第二套再分析资料（1979-2000年）、ECMWF再分析资料（1961-2000年）和日本GAME再分析资料集（1998年）计算了各资料集逐日大气热源分布,并进行了对比分析以确定适合亚洲夏季风系统地区热源计算的资料。随后利用NCEP/NCAR第一套再分析资料计算出来的大气热源资料讨论了冬季青藏高原东部大气冷源的年际变化及其与大气/海洋环流之间的关系。最后用CAM3/NCAR数值模式研究了亚洲及南半球地区主要的大气热源（汇）对印度夏（冬）季风系统和东亚夏（冬）季风系统形成的影响。结果表明:（1）对于倒算法计算大气热源来说,NCAR/NCEP第一套和第二套再分析资料更适合用于亚洲副热带、中国和日本地区的热源计算;ECMWF再分析资料和NCAR/NCEP第一套再分析资料集比较适合计算亚洲热带地区大气热源。NCAR/NCEP第二套再分析资料集计算的亚洲热带地区热源以及ECMWF再分析资料计算的我国华东和日本地区的大气热源有不合理之处。（2）青藏高原东部冬季冷源的异常变化可以诱生出华东异常经向风和赤道太平洋地区的异常纬向风,这有利于冬季赤道太平洋海温出现异常。另一方面,海表温度的异常变化可以通过对夏季西太平洋副热带高压的影响再影响次年冬季青藏高原积雪深度以及冬季高原大气冷源的变化。（3）东亚地区上空的大气热源和澳大利亚冷源与东亚夏季风环流关系密切,东亚大陆上空及西太平洋上空的非绝热加热可以激发北半球副热带季风系统,而南海上空的大气热源和南半球冷源是形成南海热带西南季风和澳大利亚反气旋及越赤道气流的主要机制。亚洲地区西部和对应的南半球印度洋非绝热加热与印度夏季风环流关系密切,而对东亚夏季风影响很小。孟加拉湾的热源可使印度西南季风向东延伸,而副热带大陆热源也是北半球副热带高压系统形成的主要机制。（4）冬季1月份东亚地区和澳大利亚上空大气冷（热）源与东亚冬季风环流关系密切,南半球澳大利亚附近的非绝热加热可以激发出澳大利亚北部的热低压系统,东亚大陆东部的大气冷源可以使东亚大陆低空出现冷高压,基本上模拟出东亚季风系统冬季主要环流成员。亚洲地区西部及其对应的南半球印度洋非绝热加热与印度冬季风环流关系密切,同样对东亚冬季风也有一定的影响,特别是亚洲大陆西部副热带地区的非绝热加热可以加强冬季南海的越赤道气流并能调整阿留申低压的位置。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 大气热源的计算的数据及方法
• 1.3 青藏高原热源及其对东亚气候影响的研究概况
• 1.4 亚洲地区海陆及热源分布对亚洲夏季风影响的研究概况
• 1.5 亚洲地区海陆及热源分布对亚洲冬季风影响的研究概况
• 1.6 问题的提出
• 1.7 本文拟解决的问题
• 第二章 多种再分析资料计算夏季大气热源结果的对比
• 2.1 资料及方法
• 2.1.1 本章主要使用的资料:
• 2.1.2 计算方法
• 2.2 多种大气热源计算方法的比较及其夏季气候分布特征
• 2.2.1 北半球夏季平均大气热源对比
• 2.2.2 1998年北半球夏季大气热源对比
• 2.3 500hPa以上大气热源分布对比
• 2.3.1 22年（1979～2000年）夏季平均500hPa以上大气热源对比
• 2.3.2 1998年夏季500hPa以上大气热源对比
• 2.4 本章小结
• 第三章 青藏高原冬季大气冷源在海地气相互作用4年振荡中的作用
• 3.1 资料及方法
• 3.1.1 本章主要使用的资料
• 3.1.2 计算方法
• 3.2 结果分析
• 3.2.1 青藏高原冬季冷源水平分布和年际变化特征
• 3.2.2 高原东部冬季冷源与850hPa风场的关系
• 3.2.3 青藏高原东部冬季冷源与赤道太平洋海表温度的关系
• 3.2.4 夏季西太平洋副热带高压与高原东部冬季（11～12月）雪深的关系
• 3.2.5 青藏高原前冬（11～12月）雪深与冬季（12～2月）大气冷源的关系
• 3.3 本章小结
• 第四章 亚洲地区和南半球大气冷（热）源对亚洲夏季风影响的数值试验
• 4.1 数值模式介绍
• 4.2 数值模式及方案设计
• 4.3 大气热源对夏季风场的影响
• 4.3.1 夏季控制流场分析
• 4.3.2 CT试验的流场分析
• 4.3.3 INQ试验的流场分析
• 4.3.4 INBOBQ试验的流场分析
• 4.3.5 SBINBOBQ试验的流场分析
• 4.3.6 SCSAUSQ试验的流场分析
• 4.3.7 EAAUSQ试验的流场分析
• 4.3.8 ASIAQ试验的流场分析
• 4.4 大气热源对夏季降水的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 亚洲地区和南半球大气冷（热）源对亚洲冬季风影响的数值试验
• 5.1 数值模式及方案设计
• 5.2 大气（冷）热源对冬季风场的影响
• 5.2.1 冬季控制流场分析
• 5.2.2 CT试验的流场分析
• 5.2.3 SBINBOBQ试验的流场分析
• 5.2.4 EAAUSQ试验的流场分析
• 5.2.5 ASIAAUSQ试验的流场分析
• 5.2.6 ASIAQ试验的流场分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与讨论
• 6.1 总结
• 6.2 创新点
• 6.3 讨论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 博士期间发表论文情况