白令海和鄂霍次克海的海冰偶极子型变化及对大气环流的影响

论文摘要

分析了北极地区海冰的变化趋势以及白令海和鄂霍次克海两个研究区域的海冰偶极子现象及其对大气环流产生的影响。文中首先分季节讨论了整个北极地区海冰覆盖面积的变化趋势,发现在冬季海冰的跳跃性变化最为明显,并且变化范围较小。进而使用EOF分解的方法分别分析四个季节整个北极海区海冰的偶极子型变化,证实研究海区海冰偶极子现象在春季和冬季比较明显,而在夏季很不明显,在秋季消失。并分别计算了两个研究海区从1948年至2005年海冰覆盖面积及其异常值情况,并且根据此结果选出1979年海冰突变年之后偶极子现象最为明显的几个特征年份,使用HadISST1海冰异常数据与NCEP资料集提供的海表面空气温度（SAT）和动力位势高度（HGT）的合成分析,合成分析的结果表明这种偶极子型海冰异常可能对大气环流（气温和位势高度）产生一定的影响。利用由法国国家动力学实验室（the Laboratoire de Météorologie Dynamique du C.N.R.S.）开发的第二代大气模式——LMDZ模式,在给定理想化的白令海、鄂霍次克海偶极子型海冰异常的情况下,通过20个冬季（1-2月）大气环流模式的集合强迫试验,研究了大气环流对这种偶极子型海冰异常的响应特征,数值试验结果与基于观测资料的合成分析比较一致:低空气温对于偶极子型海冰强迫表现为比较明显的对称性响应,气温变化具有垂直斜压的结构,海温变化主要集中在低空;高空大气温度和各层的位势高度的变化均具有显著的非对称性特征,位势高度的变化具有垂直正压结构。参考已有的理论和模拟研究结果,本文指出低空大气的温度变化受直接热力学调整过程的影响明显,对称性响应分量明显,而高层大气温度和各层的大气位势高度变化是由直接热力学调整和间接动力过程响应所共同控制,非对称分量占主导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 海冰与大气系统的相互作用
• 1.3 北极海冰变化情况研究现状
• 第二章 资料概况及研究方法
• 2.1 本文所用的数据资料简介
• 2.2 本文采用的研究方法简介
• 第三章 北极及研究海区海冰概况
• 3.1 北极地区海冰概况
• 3.2 白令海概况
• 3.3 鄂霍次克海概况
• 3.4 北极地区及研究区域地理位置图
• 第四章 白令海和鄂霍次克海海冰偶极子型变化及相应的大气环流异常特征
• 4.1 EOF 季节性分析结果
• 4.2 研究海区偶极子特征年份分析结果
• 4.3 特征年份中海冰偶极子型变化对大气环流的影响分析
• 第五章 使用 LMDZ 模式进行的海冰模拟分析
• 5.1 LMDZ 模式简介
• 5.2 LMDZ 数值模拟实验设计思路
• 5.3 LMDZ 数值模拟实验结果
• 5.4 大气环流对海冰偶极子异常的响应的非对称性分析
• 5.5 大气环流对海冰偶极子异常的响应的对称性分析
• 第六章 讨论和总结
• 参考文献
• 致谢