冬季大气对太平洋低频海温变率极端位相的线性和非线性响应研究
发布时间：2020-12-19 11:42
本文首先利用NOAA地表温度资料、NCEP/NCAR再分析资料和20世纪再分析资料以及GPCC降水资料,采用合成分析等方法,分析研究了 1949-2014年和1904-2014年观测的冬季大气对太平洋低频海温变率极端位相的线性和非线性响应。其次利用GFDL AM2.1和CAM4两个大气环流模式太平洋低频海温异常强迫模拟资料,分析研究了模拟的冬季大气对太平洋低频海温极端异常强迫的线性和非线性响应,并比较模拟和观测结果的异同。另外,把太平洋低频海温模态分为热带太平洋、热带印度洋、北太平洋和南太平洋4个区域,利用CAM4探究冬季大气对4个区域低频海温异常强迫的线性和非线性响应。最后利用CAM4的2倍和1倍太平洋低频海温异常强迫模拟资料,探究冬季大气对太平洋低频海温异常强迫产生非线性响应的机制。主要结论如下:第一,对1949-2014年和1904-2014年太平洋低频海温变率极端位相的观测合成分析结果表明,冬季500-hPa高度场线性响应主要包括太平洋-北美区域显著的正位相PNA型遥相关,北大西洋-欧洲区域显著的正位相准NAO型遥相关,以及欧亚大陆显著的偶极子。欧亚大陆偶极子正异常中心在贝加尔...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?（ａ）是太平洋低频海温ＲＥＯＦ的第二模态，（ｂ）是对应的时间序列，摘自Ｓｃｈｕｂｅｒｔ?ｅｔ?ａｌ．??２００９［２］
＂．，＾＇－０，?Ｊ，?－Ｊ，?０，?〇＇２?ｏｉ?０，?０，???图２．３?（ａ）是太平洋低频海温ＲＥＯＦ的第二模态乘以时间序列的一倍标准差，是图２．１（ａ）海温??异常值的一半，单位是Ｋ，（ｂ）和（ａ）大小相等，符号相反。??２．２方法??本文研究中，我们定义冬季为某一年份１２月－次年３月（ＤＪＦＭ）。由于每??一个冬季都跨越了年份，为了方便，我们定义冬季所在的年份为这个冬季３月份??所在的年份，如１９４８年１２月－１９４９年３月这个冬季，我们就定义为１９４９年的??冬季。在进行具体的计算分析之前，我们把观测和模拟资料线性插值为５°Ｘ５。或??２．５°Ｘ２．５。资料。??计算天气尺度瞬变涡旋动能（ＥＫＥ）和位势倾向时，我们对ＣＡＭ４模拟的??日平均３００－ｈＰａ高度场资料进行了?２－８天滤波。??本文使用的主要方法有：经验正交分解、合成分析、相关分析、线性回归分??析、ｔ检验等。??２．２．１线性响应和非线性响应的定义??参考Ｈｏｅｒｌｉｎｇ等人＿和ＤｅＷｅａｖｅｒ和Ｎｉｇａｍ１＂】的定义方法，我们进行如下定??义。??１８??
?相的降温响应，但是两者之和形成的非线性响应是不显著的。??图３．１ｃ的冬季地表温度线性响应表现为全球陆地区域大范围增暖，西伯利??亚、蒙古、中国北方、澳大利亚、非洲南部和南美洲北部呈现显著性增暖。线性??响应的海洋部分，太平洋和印度洋的海温异常分布和太平洋低频海温模态（图??２．１ａ）几乎一致。图３．Ｉｄ的冬季地表温度非线性响应在撒哈拉沙漠、南亚和南美??洲北部表现为显著变冷，在斯堪的纳维亚半岛和美国东海岸部分区域表现为显著??增暖。从图３．Ｉｄ的海洋表现为大范围非线性变冷可以看出，极端冷位相的海温??异常强度超过了极端暖位相，所以，除了欧亚大陆北部区域，陆地部分的地表温??度非线性响应的分布总体上与极端冷位相响应分布一致，显著性区域集中在热带??陆地。虽然暖位相响应在欧亚大陆北部的显著性增暖非常强烈，但是冷位相响应??在欧亚大陆北部主要表现为不显著降温，因此，非线性响应在欧亚大陆北部并不??显著。??（ａ）?ＯＢＳ?ＳＡＴ?１９４９－２０１４?（ＬＦ＋）?（ｂ）?ＯＢＳ?ＳＡＴ?１９４９－２０１４?（ＬＦ－）??９〇ｎ??＿
【参考文献】：
期刊论文
[1]欧亚大陆夏季地表温度的气候特征及与大气环流的联系[J]. 吴晓娜,孙照渤. 大气科学学报. 2015(02)
[2]亚洲季风区气候对北大西洋年代际振荡冷暖位相的对称和非对称响应[J]. 王彦明,李双林,罗德海,付建建. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2010(06)
[3]中国北方近百年干湿变化与太平洋年代际振荡的关系[J]. 马柱国,邵丽娟. 大气科学. 2006(03)
[4]太平洋年代际振荡的研究进展[J]. 杨修群,朱益民,谢倩,任雪娟,徐桂玉. 大气科学. 2004(06)
[5]太平洋年代际振荡与中国气候变率的联系[J]. 朱益民,杨修群. 气象学报. 2003(06)
[6]Joint Propagating Patterns of SST and SLP Anomalies in the North Pacific on Bidecadal and Pentadecadal Timescales[J]. 朱益民,杨修群. Advances in Atmospheric Sciences. 2003(05)
[7]年际和年代际气候变化的全球时空特征比较[J]. 杨修群,郭燕娟,徐桂玉,任雪娟. 南京大学学报(自然科学版). 2002(03)
[8]1998年大气环流异常及其对中国气候异常的影响[J]. 李维京. 气象. 1999(04)
[9]北半球冬季大气环流遥相关的长期变化及其与我国气候变化的关系[J]. 施能. 气象学报. 1996(06)
[10]冬季低纬度热源异常对北半球大气环流影响的物理机制[J]. 黄荣辉. 中国科学(B辑 化学 生物学 农学 医学 地学). 1986(01)
硕士论文
[1]ENSO与北半球冬季环流的非线性关系[D]. 李汀.南京信息工程大学 2007
本文编号：2925842
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?（ａ）是太平洋低频海温ＲＥＯＦ的第二模态，（ｂ）是对应的时间序列，摘自Ｓｃｈｕｂｅｒｔ?ｅｔ?ａｌ．??２００９［２］
＂．，＾＇－０，?Ｊ，?－Ｊ，?０，?〇＇２?ｏｉ?０，?０，???图２．３?（ａ）是太平洋低频海温ＲＥＯＦ的第二模态乘以时间序列的一倍标准差，是图２．１（ａ）海温??异常值的一半，单位是Ｋ，（ｂ）和（ａ）大小相等，符号相反。??２．２方法??本文研究中，我们定义冬季为某一年份１２月－次年３月（ＤＪＦＭ）。由于每??一个冬季都跨越了年份，为了方便，我们定义冬季所在的年份为这个冬季３月份??所在的年份，如１９４８年１２月－１９４９年３月这个冬季，我们就定义为１９４９年的??冬季。在进行具体的计算分析之前，我们把观测和模拟资料线性插值为５°Ｘ５。或??２．５°Ｘ２．５。资料。??计算天气尺度瞬变涡旋动能（ＥＫＥ）和位势倾向时，我们对ＣＡＭ４模拟的??日平均３００－ｈＰａ高度场资料进行了?２－８天滤波。??本文使用的主要方法有：经验正交分解、合成分析、相关分析、线性回归分??析、ｔ检验等。??２．２．１线性响应和非线性响应的定义??参考Ｈｏｅｒｌｉｎｇ等人＿和ＤｅＷｅａｖｅｒ和Ｎｉｇａｍ１＂】的定义方法，我们进行如下定??义。??１８??
?相的降温响应，但是两者之和形成的非线性响应是不显著的。??图３．１ｃ的冬季地表温度线性响应表现为全球陆地区域大范围增暖，西伯利??亚、蒙古、中国北方、澳大利亚、非洲南部和南美洲北部呈现显著性增暖。线性??响应的海洋部分，太平洋和印度洋的海温异常分布和太平洋低频海温模态（图??２．１ａ）几乎一致。图３．Ｉｄ的冬季地表温度非线性响应在撒哈拉沙漠、南亚和南美??洲北部表现为显著变冷，在斯堪的纳维亚半岛和美国东海岸部分区域表现为显著??增暖。从图３．Ｉｄ的海洋表现为大范围非线性变冷可以看出，极端冷位相的海温??异常强度超过了极端暖位相，所以，除了欧亚大陆北部区域，陆地部分的地表温??度非线性响应的分布总体上与极端冷位相响应分布一致，显著性区域集中在热带??陆地。虽然暖位相响应在欧亚大陆北部的显著性增暖非常强烈，但是冷位相响应??在欧亚大陆北部主要表现为不显著降温，因此，非线性响应在欧亚大陆北部并不??显著。??（ａ）?ＯＢＳ?ＳＡＴ?１９４９－２０１４?（ＬＦ＋）?（ｂ）?ＯＢＳ?ＳＡＴ?１９４９－２０１４?（ＬＦ－）??９〇ｎ??＿
【参考文献】：
期刊论文
[1]欧亚大陆夏季地表温度的气候特征及与大气环流的联系[J]. 吴晓娜,孙照渤. 大气科学学报. 2015(02)
[2]亚洲季风区气候对北大西洋年代际振荡冷暖位相的对称和非对称响应[J]. 王彦明,李双林,罗德海,付建建. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2010(06)
[3]中国北方近百年干湿变化与太平洋年代际振荡的关系[J]. 马柱国,邵丽娟. 大气科学. 2006(03)
[4]太平洋年代际振荡的研究进展[J]. 杨修群,朱益民,谢倩,任雪娟,徐桂玉. 大气科学. 2004(06)
[5]太平洋年代际振荡与中国气候变率的联系[J]. 朱益民,杨修群. 气象学报. 2003(06)
[6]Joint Propagating Patterns of SST and SLP Anomalies in the North Pacific on Bidecadal and Pentadecadal Timescales[J]. 朱益民,杨修群. Advances in Atmospheric Sciences. 2003(05)
[7]年际和年代际气候变化的全球时空特征比较[J]. 杨修群,郭燕娟,徐桂玉,任雪娟. 南京大学学报(自然科学版). 2002(03)
[8]1998年大气环流异常及其对中国气候异常的影响[J]. 李维京. 气象. 1999(04)
[9]北半球冬季大气环流遥相关的长期变化及其与我国气候变化的关系[J]. 施能. 气象学报. 1996(06)
[10]冬季低纬度热源异常对北半球大气环流影响的物理机制[J]. 黄荣辉. 中国科学(B辑 化学 生物学 农学 医学 地学). 1986(01)
硕士论文
[1]ENSO与北半球冬季环流的非线性关系[D]. 李汀.南京信息工程大学 2007
本文编号：2925842
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2925842.html
