中国东北夏季极端高温变化及其与北大西洋海表温度异常的联系
发布时间：2021-10-24 08:28
本文基于CN05.1中国气温观测数据集、ERA-Interim再分析资料、OISST海温资料以及CMIP6模式结果等资料,首先利用层次聚类算法对中国东北夏季极端高温事件的大气环流进行分型,并以此将极端高温事件归类,分析了中国东北夏季各类极端高温事件发生前的大气环流演变,探讨了各类极端高温事件的变化特征及其与北大西洋海表温度异常的联系,最后利用CIMP6的3个模式结果预估了全球变暖SSP245情景下中国东北地区夏季极端高温的分类及其变化,得出如下主要结论:（1）中国东北夏季极端高温事件可分为三类,即西风型、阻塞型和波列型极端高温事件。这三类极端高温事件的主要环流特征为:西风型高温事件的主要环流特征为极涡偏强,浅脊在准平直西风引导下在西风带内东移,当反气旋异常控制中国东北地区上空时,形成高温天气;阻塞型极端高温事件的主要环流特征为乌拉尔山阻塞高压偏强,中国东北地区位于高压脊前,西北气流下沉加热,导致中国东北地区高温;波列型极端高温事件的环流主要特征为欧亚大陆上空为“+-+”波列型环流异常,中国东北地区受反气旋环流异常控制形成极端高温。影响波列型极端高温事件的关键海区为北大西洋热带海域,超前...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
东北区域(被分为9个5°×5°的网格)
南京信息工程大学硕士学位论文12图3.1(a)中国东北高温事件爆发当天500hPa位势高度异常场的层次聚类树。(b)西风型极端高温事件当天500hPa位势高度场(等值线)及其距平场(填色，黑色打点区域通过95%置信度检验。)的合成。(c),(d)同(b)，分别为阻塞型和波列型极端高温事件分析三类极端高温事件的环流演变过程有助于发现极端高温事件出现的前期信号，图3.2对三类高温事件爆发4天前，2天前和爆发当天的300hPa位势高度异常进行了合成。西风型极端高温事件发生前，300hPa位势高度异常较弱，欧洲及西亚上空为一个较弱的“+-+”波列结构，爆发前2天至爆发当天，波列结构逐渐发展加深，在西风带内西风气流的引导下东移，反气旋异常控制在中国东北上空，在此类极端高温事件发展过程中，中高纬度始终处于准平直的西风气流控制，没有较强的槽脊系统。阻塞型极端高温事件发生前，乌拉尔山上空高压脊发展，位势高度正异常不断加强并向东伸展，爆发前2天，东西伯利亚上空有反气旋异常分裂并逐渐向东南移动，在高温事件爆发当天控制东北区域上空。波列型极端高温事件发生时，欧亚大陆上空为两槽一脊型环流，欧州及日本北部受高压脊控制，西伯利亚区域上空为低压槽，从爆发前4天到爆发当天，低压槽不断加深并向东挤压，槽前形成反气旋环流异常，构成一个“+-+”的波列型环流异常结构，欧洲上空与中国东北上空为正高度异常，西伯利亚地区上空为负高度异常，从而造成中国东北地区高温。
第三章中国东北夏季极端高温的分类及其与北大西洋海表温度异常的联系13图3.2中国东北三类极端高温事件爆发4天前至当天的300hPa位势高度(等值线)及位势高度异常(填色，黑色打点区域通过95%置信度检验。)演变：(a)-(c)为西风型极端高温事件；(d)-(f)为阻塞极端高温事件；(g)-(i)为波列型极端高温事件为进一步从动力学角度分析中国东北地区这三类极端高温事件的演变机制，本文使用T-N波作用通量诊断分析了这三类极端高温事件爆发四天前至当天的波活动过程(图3.3)。计算T-N波通量时选取的背景场为38年同期的气候平均流常扰动场体现的是排除该时期平均的定常波以后的瞬变波部分。三类极端高温事件过程中的瞬变波活动表现出一个共同点，即瞬变波的活动主要沿北路西风带波动，该瞬变波列调控了北支西风带长波活动，主要表现为调控了槽脊演变。尤其是瞬变波通量方向即能量传播方向的经向分量，对槽脊系统的强弱和演变起重要调控作用。对于西风型极端高温事件发生前，东欧上空扰动迅速加强，能量不断向下游传播，使得新疆北部的弱扰动东移发展形成浅脊，高温爆发当天，东北处于反气旋环流异常控制。阻塞型极端高温事件形成过程与另外两类不同。阻塞系统位于欧亚大陆北部，中心位于新地岛上空附近区域，阻塞系统位置稳定，其西侧的能量输送使得阻塞不断发展加强并从乌拉尔山东侧沿脊线向东南传播，在高温事件当天的东北区域上空形成一个正位势高度扰动。波列型极端高温事件的波活动过程体现了明显的波列特征。高温爆发前4天到前2天，欧洲上空的扰动不断接收来自大西洋区域的能量输送，欧洲上空的高压脊得到发展，能量从欧洲上空的正扰动区域向下游传播。使得西伯利亚平原上空的负扰动不断加深，造成低压槽的加强，波动能量
【参考文献】：
期刊论文
[1]1961—2014年我国地表温度时空分布特征[J]. 高操,邢丽珠,赵晓涵,李成. 安徽农业科学. 2019(20)
[2]近60年中国不同气候区极端温度事件的时空变化特征[J]. 张大任,郑静,范军亮,方智超,姬清元,袁叶子,刘文斐. 中国农业气象. 2019(07)
[3]东北地区气温演变的一致性与局地性特征研究[J]. 侯依玲,刘鸣彦,赵春雨,王涛. 气象与环境学报. 2019(02)
[4]中国大陆夏季高温热浪事件的特征及两类El Ni?o事件对其影响[J]. 李艳,马百胜,杨宣,张金玉. 兰州大学学报(自然科学版). 2018(06)
[5]我国南方盛夏气温主模态特征及其与海温异常的联系[J]. 袁媛,丁婷,高辉,李维京. 大气科学. 2018(06)
[6]1961—2015年东北区域最高与最低气温演变的气候特征[J]. 侯依玲,刘鸣彦,张海娜,赵春雨. 气象与环境学报. 2018(05)
[7]中国东北暖季气温变化特征及其与海温和大尺度环流的关系[J]. 庄园煌,张井勇,王远皓,吴凌云. 气候与环境研究. 2018(04)
[8]1960-2016年秦岭—淮河地区热浪时空变化特征及其影响因素[J]. 李双双,延军平,杨赛霓,胡书山,赵怡. 地理科学进展. 2018(04)
[9]中国夏季热浪持续天数的年际变化及环流异常分析[J]. 聂羽,韩振宇,韩荣青,丁婷. 气象. 2018(02)
[10]1961—2014年中国高温热浪变化特征分析[J]. 沈皓俊,游庆龙,王朋岭,孔磊. 气象科学. 2018(01)
本文编号：3454945
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
东北区域(被分为9个5°×5°的网格)
南京信息工程大学硕士学位论文12图3.1(a)中国东北高温事件爆发当天500hPa位势高度异常场的层次聚类树。(b)西风型极端高温事件当天500hPa位势高度场(等值线)及其距平场(填色，黑色打点区域通过95%置信度检验。)的合成。(c),(d)同(b)，分别为阻塞型和波列型极端高温事件分析三类极端高温事件的环流演变过程有助于发现极端高温事件出现的前期信号，图3.2对三类高温事件爆发4天前，2天前和爆发当天的300hPa位势高度异常进行了合成。西风型极端高温事件发生前，300hPa位势高度异常较弱，欧洲及西亚上空为一个较弱的“+-+”波列结构，爆发前2天至爆发当天，波列结构逐渐发展加深，在西风带内西风气流的引导下东移，反气旋异常控制在中国东北上空，在此类极端高温事件发展过程中，中高纬度始终处于准平直的西风气流控制，没有较强的槽脊系统。阻塞型极端高温事件发生前，乌拉尔山上空高压脊发展，位势高度正异常不断加强并向东伸展，爆发前2天，东西伯利亚上空有反气旋异常分裂并逐渐向东南移动，在高温事件爆发当天控制东北区域上空。波列型极端高温事件发生时，欧亚大陆上空为两槽一脊型环流，欧州及日本北部受高压脊控制，西伯利亚区域上空为低压槽，从爆发前4天到爆发当天，低压槽不断加深并向东挤压，槽前形成反气旋环流异常，构成一个“+-+”的波列型环流异常结构，欧洲上空与中国东北上空为正高度异常，西伯利亚地区上空为负高度异常，从而造成中国东北地区高温。
第三章中国东北夏季极端高温的分类及其与北大西洋海表温度异常的联系13图3.2中国东北三类极端高温事件爆发4天前至当天的300hPa位势高度(等值线)及位势高度异常(填色，黑色打点区域通过95%置信度检验。)演变：(a)-(c)为西风型极端高温事件；(d)-(f)为阻塞极端高温事件；(g)-(i)为波列型极端高温事件为进一步从动力学角度分析中国东北地区这三类极端高温事件的演变机制，本文使用T-N波作用通量诊断分析了这三类极端高温事件爆发四天前至当天的波活动过程(图3.3)。计算T-N波通量时选取的背景场为38年同期的气候平均流常扰动场体现的是排除该时期平均的定常波以后的瞬变波部分。三类极端高温事件过程中的瞬变波活动表现出一个共同点，即瞬变波的活动主要沿北路西风带波动，该瞬变波列调控了北支西风带长波活动，主要表现为调控了槽脊演变。尤其是瞬变波通量方向即能量传播方向的经向分量，对槽脊系统的强弱和演变起重要调控作用。对于西风型极端高温事件发生前，东欧上空扰动迅速加强，能量不断向下游传播，使得新疆北部的弱扰动东移发展形成浅脊，高温爆发当天，东北处于反气旋环流异常控制。阻塞型极端高温事件形成过程与另外两类不同。阻塞系统位于欧亚大陆北部，中心位于新地岛上空附近区域，阻塞系统位置稳定，其西侧的能量输送使得阻塞不断发展加强并从乌拉尔山东侧沿脊线向东南传播，在高温事件当天的东北区域上空形成一个正位势高度扰动。波列型极端高温事件的波活动过程体现了明显的波列特征。高温爆发前4天到前2天，欧洲上空的扰动不断接收来自大西洋区域的能量输送，欧洲上空的高压脊得到发展，能量从欧洲上空的正扰动区域向下游传播。使得西伯利亚平原上空的负扰动不断加深，造成低压槽的加强，波动能量
【参考文献】：
期刊论文
[1]1961—2014年我国地表温度时空分布特征[J]. 高操,邢丽珠,赵晓涵,李成. 安徽农业科学. 2019(20)
[2]近60年中国不同气候区极端温度事件的时空变化特征[J]. 张大任,郑静,范军亮,方智超,姬清元,袁叶子,刘文斐. 中国农业气象. 2019(07)
[3]东北地区气温演变的一致性与局地性特征研究[J]. 侯依玲,刘鸣彦,赵春雨,王涛. 气象与环境学报. 2019(02)
[4]中国大陆夏季高温热浪事件的特征及两类El Ni?o事件对其影响[J]. 李艳,马百胜,杨宣,张金玉. 兰州大学学报(自然科学版). 2018(06)
[5]我国南方盛夏气温主模态特征及其与海温异常的联系[J]. 袁媛,丁婷,高辉,李维京. 大气科学. 2018(06)
[6]1961—2015年东北区域最高与最低气温演变的气候特征[J]. 侯依玲,刘鸣彦,张海娜,赵春雨. 气象与环境学报. 2018(05)
[7]中国东北暖季气温变化特征及其与海温和大尺度环流的关系[J]. 庄园煌,张井勇,王远皓,吴凌云. 气候与环境研究. 2018(04)
[8]1960-2016年秦岭—淮河地区热浪时空变化特征及其影响因素[J]. 李双双,延军平,杨赛霓,胡书山,赵怡. 地理科学进展. 2018(04)
[9]中国夏季热浪持续天数的年际变化及环流异常分析[J]. 聂羽,韩振宇,韩荣青,丁婷. 气象. 2018(02)
[10]1961—2014年中国高温热浪变化特征分析[J]. 沈皓俊,游庆龙,王朋岭,孔磊. 气象科学. 2018(01)
本文编号：3454945
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