东北及邻近地区积雪的时空变化规律及影响因子分析

论文摘要

本文利用东北及邻近地区1960-2006年123个气象观测站的逐日积雪深度、气象要素资料,并结合NCEP/NCAR高度场、风场、温度场、海平面气压场和海温场的再分析资料和国家气候中心的环流特征量和CMIP3模式数据资料,采用REOF、SVD、小波分析、多元线性回归和逐步回归等方法,分析了近50a来东北及邻近地区积雪的时空变化规律,探讨了各季节积雪与气象要素的关系,揭示了影响各季节积雪的典型大气环流因子,并对积雪变化趋势的预估方法进行了初步研究,得到以下几点主要结论：（1）近50a来东北地区积雪总体呈缓慢增加的趋势,存在准7a的周期,积雪区主要以稳定积雪（年积雪日大于60d）和不稳定积雪（年积雪日介于10d至60d之间）分布为主,稳定积雪区南边界的南北进退主要与降水量的变化有关。积雪的时空异常变化可分为三个主要的模态：第一型为全区一致偏多（少）型：第二型为南部多（少）北部少（多）的南北相反分布型；第三型为中部多（少）,南北少（多）型。积雪可划分为7个独立的气候区,其中第一区的积雪变化趋势最能代表东北地区积雪的变化状况。（2）分季节来看,秋季积雪的变化趋势不明显,冬季积雪呈显著上升的趋势,春季积雪呈下降趋势,由于冬季积雪量占全年的70%以上,所以全年积雪的增多主要由冬季积雪增加而引起。在秋季和春季,气温是影响积雪多、少的关键因子；在冬季,降水量是关键因子,且利用各季节气象因子对积雪建立的多元逐步回归模型能够较好地反映积雪的变化趋势。（3）北极涛动是影响秋季、春季积雪的典型大气环流因子,当北极涛动处于负（正）位相时,极涡面积偏大（小）,影响我国冷空气偏强（弱）,东北地区气温偏低（高）,从而造成积雪偏多（少）。黑潮暖流区海温是影响冬季积雪的关键因子,黑潮暖流偏强（弱）时,能通过海气相互作用使相应海域上空的气温和高度场偏高（低）,造成东亚大槽偏弱（强）,冬季风偏弱（强）,同时作为水汽输送的源地之一,较强（弱）的黑潮暖流有利于（不利于）水汽向东北输送,造成这一带多（少）雪。（4）东北地区气温和降水未来将呈上升的趋势,且冬季的上升幅度明显大于秋季和冬季。冬季积雪在未来将呈增加趋势,秋季和春季积雪呈减少的趋势,并且在二氧化碳高排放情景下积雪的变化比中低排放情景显著。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 序言
• 1.1 积雪研究的目的与意义
• 1.2 积雪研究的历史与现状
• 1.2.1 积雪的时空变化规律
• 1.2.2 积雪与气象要素的相关
• 1.2.3 积雪的大气环流影响因子
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 资料与方法
• 2.1 资料简介
• 2.2 方法说明
• 2.2.1 Pearson相关系数及其检验
• 2.2.2 多元线性回归
• 2.2.3 小波分析
• 2.2.4 Mann-Kendall（MK）检验
• 2.2.5 经验正交函数分解（EOF）
• 2.2.6 旋转经验正交函数分解（REOF）
• 2.2.7 多元逐步回归
• 2.2.8 奇异值分解（SVD）
• 第三章 东北地区积雪的时空变化规律
• 3.1 东北积雪的气候特征
• 3.2 东北各季节积雪的时空分布
• 3.3 东北积雪的时空异常特征
• 3.4 东北积雪的气候分区
• 3.5 东北积雪变化的周期特征
• 3.6 本章小结
• 第四章 东北积雪与气温和降水的相关分析
• 4.1 对东北积雪类型的划分
• 4.2 气温和降水的变化趋势及其与积雪的关系
• 4.3 对东北各季节积雪的多元回归拟合
• 4.4 本章小结
• 第五章 东北积雪与大气环流的关系
• 5.1 各季节积雪典型年的选取
• 5.2 东北秋季积雪与大气环流的关系
• 5.2.1 东北秋季多、少雪年的气象要素特征
• 5.2.2 东北秋季多、少雪年的大气环流特征
• 5.2.3 东北秋季积雪与北极涛动的关系
• 5.3 东北地区冬季积雪与大气环流的关系
• 5.3.1 东北冬季多、少雪年的气象要素特征
• 5.3.2 东北冬季多、少雪年的大气环流特征
• 5.3.3 冬季积雪与黑潮区海温的关系
• 5.4 东北春季积雪与大气环流的关系
• 5.4.1 东北春季多、少雪年的气象要素特征
• 5.4.2 东北春季多、少雪年的大气环流特征
• 5.4.3 东北春季积雪与北极涛动的关系
• 5.5 本章小结
• 第六章 对东北积雪变化趋势的初步预估
• 6.1 各模式对东北气温和降水的预估
• 6.2 对东北积雪预估方法的探讨
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与讨论
• 7.1 本文主要结论
• 7.2 本文创新点
• 7.3 问题与展望
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢