全球变暖背景下水循环变化对海洋环流及气候的影响
发布时间：2022-12-17 20:00
观测和模式都表明全球变暖背景下水循环在加强。水循环的改变一方面能够影响海洋的淡水通量，诱导出海洋盐度，流场，以及温度场的异常。海洋的异常能够进一步反馈给大气，从而激发全球气候的调整。另一方面，水循环的改变还能够影响大气中的水汽含量和非绝热加热率。大气中的水汽是最主要的温室气体之一，水汽反馈是全球变暖过程中最显著的正反馈过程。水汽的相变过程导致潜热通量发生异常，最终能够影响气候系统中的极向热输送。 本文围绕着水循环变化对海洋环流及气候的影响这一关键科学问题，利用海气完全耦合模式FOAM1.5（Fast Ocean-Atmosphere Model, version1.5）、观测、再分析资料以及政府间气候变化工作报告（IPCC）中的模式结果，系统研究了水循环变化诱导的海洋淡水通量和水汽在气候系统中的重要作用。 最近30年的观测分析进一步指出水循环的改变具有显著的区域依赖性。一个典型的特征是全球西边界流及其延伸体区EmP都是大于零的，特别是在黑潮、湾流及其延伸体区。这意味着西边界流及其延伸体区有净的淡水损失。本文采用以小见大的手法，首先将重点放在淡水通量异常最大的海区，即黑潮...
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 水循环概述
1.2 全球变暖背景下水循环的变异
1.2.1 理论及模式结果：水循环加强
1.2.2 观测中水循环的变化：水循环加强
1.3 水循环引起的海洋淡水通量变化及其可能的气候效应
1.4 水循环引起的非绝热加热率、水汽变化及其可能的气候效应
1.5 关键科学问题及研究内容
本章附图
第二章 数值模式和分析方法
2.1 FOAM 模式简介
2.1.1 模式基本介绍
2.1.2 模式实验类型
2.1.2.1 完全耦合控制实验
2.1.2.2 样本实验
2.1.2.3 海洋淡水通量异常实验
2.1.2.4 固定气候态海洋淡水通量实验
2.1.2.5 部分耦合（Partical-Coupling, PC）实验
2.1.2.6 CO_2浓度加倍实验
2.2 IPCC 模式简介
2.3 观测和再分析数据简介
2.4 统计方法简介
2.4.1 经验正交函数分解（EOF）方法
2.4.2 滤波方法
2.4.3 一元回归分析方法
2.4.4 奇异谱分析（SSA）方法
第三章 耦合的海洋大气对黑潮亲潮延伸体区近 30 年淡水通量变化的响应
3.1 北太平洋耦合的海洋大气响应
3.1.1 海洋响应
3.1.1.1 海洋平衡态的响应
3.1.1.2 海洋调整过程的响应
3.1.2 大气响应
3.1.3 耦合的作用
3.2 赤道太平洋的响应
3.3 耦合的海洋大气对 EMP 强迫振幅的敏感性
3.4 总结与讨论
本章附图
第四章 湾流延伸体区近 30 年来淡水通量的变化对气候的影响：耦合的海洋大气调整以及大西洋-太平洋遥相关
4.1 大西洋耦合的海洋大气响应
4.1.1 海洋响应
4.1.2 大气响应
4.1.3 赤道大西洋响应
4.1.4 局地海气耦合的作用
4.2 大西洋-太平洋遥相关
4.3 海洋大气对湾流及其延伸体区 EMP 强迫振幅的敏感性
4.4 总结与讨论
本章附图
第五章 海洋淡水通量在全球变暖中的作用
5.1 模式对淡水通量响应的模拟能力以及实验设计方案
5.2 结果
5.2.1 全球平均响应
5.2.2 纬向平均响应
5.2.3 空间分布
5.2.3.1 太平洋响应
5.2.3.2 大西洋响应
5.3 大气反馈
5.4 总结与讨论
本章附图
第六章 水汽多时间尺度特征
6.1 全球海洋的水汽变化
6.1.1 全球海洋平均水汽的多时间尺度特征
6.1.2 SST 变化对大气水汽的反馈
6.1.3 长期趋势，年代际，年际时间尺度上水汽的空间结构
6.2 水汽长期趋势，年代际，年际不同时间尺度上空间分布的可能机制
6.2.1 水汽收支的基本原理
6.2.2 水汽长期趋势的贡献因子
6.2.3 水汽多年代际变化的贡献因子
6.2.4 水汽年际变化的贡献因子
6.2.5 水汽通量势函数
6.3 大气中水汽的逗留时间
6.4 讨论和总结
本章附图
第七章 全文总结和讨论
7.1 本文的主要结论
7.2 论文的不足和下一步的工作
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文
其它完成的学术论文
本文编号：3720554
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 水循环概述
1.2 全球变暖背景下水循环的变异
1.2.1 理论及模式结果：水循环加强
1.2.2 观测中水循环的变化：水循环加强
1.3 水循环引起的海洋淡水通量变化及其可能的气候效应
1.4 水循环引起的非绝热加热率、水汽变化及其可能的气候效应
1.5 关键科学问题及研究内容
本章附图
第二章 数值模式和分析方法
2.1 FOAM 模式简介
2.1.1 模式基本介绍
2.1.2 模式实验类型
2.1.2.1 完全耦合控制实验
2.1.2.2 样本实验
2.1.2.3 海洋淡水通量异常实验
2.1.2.4 固定气候态海洋淡水通量实验
2.1.2.5 部分耦合（Partical-Coupling, PC）实验
2.1.2.6 CO_2浓度加倍实验
2.2 IPCC 模式简介
2.3 观测和再分析数据简介
2.4 统计方法简介
2.4.1 经验正交函数分解（EOF）方法
2.4.2 滤波方法
2.4.3 一元回归分析方法
2.4.4 奇异谱分析（SSA）方法
第三章 耦合的海洋大气对黑潮亲潮延伸体区近 30 年淡水通量变化的响应
3.1 北太平洋耦合的海洋大气响应
3.1.1 海洋响应
3.1.1.1 海洋平衡态的响应
3.1.1.2 海洋调整过程的响应
3.1.2 大气响应
3.1.3 耦合的作用
3.2 赤道太平洋的响应
3.3 耦合的海洋大气对 EMP 强迫振幅的敏感性
3.4 总结与讨论
本章附图
第四章 湾流延伸体区近 30 年来淡水通量的变化对气候的影响：耦合的海洋大气调整以及大西洋-太平洋遥相关
4.1 大西洋耦合的海洋大气响应
4.1.1 海洋响应
4.1.2 大气响应
4.1.3 赤道大西洋响应
4.1.4 局地海气耦合的作用
4.2 大西洋-太平洋遥相关
4.3 海洋大气对湾流及其延伸体区 EMP 强迫振幅的敏感性
4.4 总结与讨论
本章附图
第五章 海洋淡水通量在全球变暖中的作用
5.1 模式对淡水通量响应的模拟能力以及实验设计方案
5.2 结果
5.2.1 全球平均响应
5.2.2 纬向平均响应
5.2.3 空间分布
5.2.3.1 太平洋响应
5.2.3.2 大西洋响应
5.3 大气反馈
5.4 总结与讨论
本章附图
第六章 水汽多时间尺度特征
6.1 全球海洋的水汽变化
6.1.1 全球海洋平均水汽的多时间尺度特征
6.1.2 SST 变化对大气水汽的反馈
6.1.3 长期趋势，年代际，年际时间尺度上水汽的空间结构
6.2 水汽长期趋势，年代际，年际不同时间尺度上空间分布的可能机制
6.2.1 水汽收支的基本原理
6.2.2 水汽长期趋势的贡献因子
6.2.3 水汽多年代际变化的贡献因子
6.2.4 水汽年际变化的贡献因子
6.2.5 水汽通量势函数
6.3 大气中水汽的逗留时间
6.4 讨论和总结
本章附图
第七章 全文总结和讨论
7.1 本文的主要结论
7.2 论文的不足和下一步的工作
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文
其它完成的学术论文
本文编号：3720554
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