全球增暖背景下热带大气季节内振荡特征变化及其数值模拟

论文摘要

论文主要通过诊断分析和数值模拟两种途径探讨了全球增暖背景下热带大气季节内振荡特征的可能变化。首先,利用近六十年NCAR/NECP再分析等资料诊断分析了在全球增暖气候背景下,热带大气季节内振荡的一些主要特征,如强度、活跃区范围、中心位置、季节变化、周期及传播特征可能发生的变化;发现,气候变暖,ISO活跃区的主要活动区位置不变,但ISO活跃区强度及范围均有不同程度的增大,并存在季节性差异,气候变暖有缩小ISO强度季节差异趋势;近几十年来,热带ISO强度总体呈现一个增强趋势:气候背景的改变也会影响热带大气季节内振荡传播特性,总体而言,近六十年来整个热带地区东传波相对增强,西传波则相对减弱;在不同气候背景下,季节内振荡的主周期范围也会发生变化,相对平稳阶段,季节内振荡能量小,季节内振荡周期相对集中(30～60天);偏暖阶段,季节内振荡能量大,但季节内振荡主周期相对分散(20～80天)。其次,分别利用中科院大气所LASG发展的FGOALS1.0_g耦合气候模式模拟的保持工业革命前的二氧化碳浓度不变(280ppm)的控制试验(自然变率)以及大气中二氧化碳浓度从工业革命前的280ppm以1%等比增加到560ppm的加倍试验(人类活动影响)的长期积分结果探讨了自然变率下与人类活动影响后热带大气季节内振荡的特征的变化。得出,近六十年来ISO主要活跃区的ISO强度增强、范围扩大及季节差异有缩小趋势等结论可能是大气ISO系统自身的年代际尺度变化,与人类活动影响导致温室气体增加所引起的全球气候变暖关联不大;自然变率下纬向东传波(西传波)的能量基本维持一种平衡状态,而人类活动影响下的纬向东传波(西传波)的能量则呈现出缓慢增长(减少)趋势,这与NCAR/NECP再分析资料分析结果一致,因此,近六十年来纬向东传波(西传波)的能量的增长(减少)趋势的结果可能是人类活动影响所致。最后,初步分析了热带大气季节内振荡特征变化与下垫面海温及热带大气环流系统的关联,得出,印度洋SST偶极子分布的变化对主要活跃区的大气ISO影响较大,并强于Nino3区的海温的作用。

论文目录

• 前言
• 参考文献
• 第一章 全球增暖观测事实与海洋的相应变化
• 1.1 引言
• 1.2 资料及分析方法
• 1.3 全球增暖观测事实与阶段划分
• 1.4 三大洋海温的变化
• 1.5 本章小结
• 本章参考文献
• 第二章 全球增暖背景下热带大气季节内振荡特征的变化
• 2.1 引言
• 2.2 资料及分析方法
• 2.2.1 资料
• 2.2.2 分析方法
• 2.3 ISO指标场及ISO指数
• 2.3.1 ISO指标场的建立
• 2.3.2 ISO指标场的意义
• 2.4 全球增暖背景下热带大气季节内振荡强度及活动区域的变化
• 2.5 全球增暖背景下热带大气季节内振荡传播特征的变化
• 2.6 全球增暖背景下热带大气季节内振荡周期特征的变化
• 2.7 本章小结
• 本章参考文献
• 第三章 热带大气季节内振荡的数值模拟Ⅰ：模拟的自然变率
• 3.1 引言
• 3.2 模式简介与控制试验
• 3.3 资料与方法
• 3.4 耦合气候模式模拟的ISO基本特征的评估
• 3.4.1 基本态
• 3.4.2 ISO强度空间分布与季节变化
• 3.4.3 ISO周期
• 3.5 模拟的自然变率下热带ISO强度的年际与年代际变化特征
• 3.6 模拟的自然变率下热带ISO的传播特征
• 3.7 本章小结
• 本章参考文献
• 第四章 大气季节内振荡的数值模拟Ⅱ：人类活动的影响
• 4.1 引言
• 4.2 加倍试验、资料与方法
• 4.3 基本态
• 4.4 人类活动影响所产生的增暖趋势
• 2浓度增加对热带大气季节内振荡特征的影响'>4.5 CO₂浓度增加对热带大气季节内振荡特征的影响
• 2浓度增加对热带大气ISO活跃区强度、范围的影响'>4.5.1 CO₂浓度增加对热带大气ISO活跃区强度、范围的影响
• 2浓度增加对热带大气ISO传播特征变化的影响'>4.5.2 CO₂浓度增加对热带大气ISO传播特征变化的影响
• 2浓度增加对热带大气ISO周期特征变化的影响'>4.5.3 CO₂浓度增加对热带大气ISO周期特征变化的影响
• 4.6 本章小结
• 本章参考文献
• 第五章 热带大气季节内振荡年际与年代际变化机制初步研究
• 5.1 引言
• 5.2 资料与分析方法
• 5.3 热带大气ISO与海温强迫场在年际、年代际尺度上的关联研究
• 5.3.1 热带大气ISO与三大洋海温在年际尺度上的关联分析
• 5.3.2 热带大气ISO与海温在年代际尺度上的关联分析
• 5.4 热带大气ISO与热带大气环流系统的关联分析
• 5.4.1 热带大气ISO与热带大气环流系统在年际尺度上的关联分析
• 5.4.2 热带大气ISO与热带大气环流系统在年代际尺度上的关联分析
• 5.5 不同阶段ENSO影响热带大气ISO的差异
• 5.6 本章小节
• 本章参考文献
• 第六章 模拟的热带大气季节内振荡与海温及环流系统关联研究
• 6.1 引言
• 6.2 资料与分析方法
• 6.3 耦合模式中的海表水温及热带大气环流系统年际与年代际变化
• 6.3.1 自然变率下的海表水温的年际与年代际变化
• 6.3.2 人类活动影响下的海表水温的年际与年代际变化
• 6.3.3 自然变率下热带环流系统的年际与年代际变化
• 6.3.4 人类活动影响下热带环流系统的年际与年代际变化
• 6.4 模式热带大气ISO与三大洋海温的关联分析
• 6.4.1 自然变率下热带大气ISO与三大洋海温在年际尺度上的关联分析
• 6.4.2 自然变率下热带大气ISO与海温在年代际尺度上的关联分析
• 6.4.3 人类活动影响情形热带大气ISO与三大洋海温在年际尺度上的关联分析
• 6.4.4 人类活动影响情形热带大气ISO与海温在年代际尺度上的关联分析
• 6.5 模式热带大气ISO与热带大气环流系统的关联分析
• 6.5.1 模式热带大气ISO与热带大气环流系统在年际尺度上的关联分析
• 6.5.2 模式热带大气ISO与热带大气环流系统在年代际尺度上的关联分析
• 6.6 本章小节
• 本章参考文献
• 博士期间发表的论文及参加的科研工作
• 致谢