多时间尺度南亚高压与西太平洋副热带高压的时空演变特征及其与东亚夏季风的关系

发布时间：2020-06-29 23:51

【摘要】：西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)、南亚高压与东亚夏季风有密切联系,近年来的研究表明,南亚高压与西太副高在年际尺度上关系密切。然而对千年尺度上南亚高压与西太副高的活动研究较少。本文利用全球大气-海洋-海冰耦合模式KCM (Kiel Climate Model)模式对全新世气候的瞬变模拟结果,分析了对流层大型大气环流系统南亚高压和西太副高在千年时间尺度上(全新世9.5-0ka B.P.)的活动特征和它们之间的空间位置变化关系以及与东亚夏季风的关系,并从轨道参数变化引起太阳辐射改变的角度入手,分析了影响南亚高压和西太副高时空演变的机制。模拟结果显示,全新世期间(9.5-0 ka B.P.)南亚高压与西太副高的时空变化存在一定的反位相对应关系,即南亚高压东进对应西太副高的西伸,或者南亚高压西移对应西太副高东退。将全新世期间南亚高压与西太副高的这种时空对应关系与1948-2013年的南亚高压与西太副高的位置变化进行比较发现,年际尺度上南亚高压与西太副高二者之间存在的“相向而行”及“相背而去”的规律在千年尺度上仍然存在。已有的研究表明南亚高压和西太副高的位置异常与东亚夏季风(降水)强度变化有着密切的关系。采用Wang B定义的东亚夏季风指数,分析了模拟的全新世东亚夏季风演变及其与南亚高压和西太副高的位置变化的关系。模拟结果显示,全新世自9.5ka B.E以来东亚夏季风总体呈现振荡减弱趋势。早全新世(9.5～7ka B.P.)时期,东亚夏季风强度较强,此时南亚高压位置偏东而西太副高位置偏西;在中全新世(7～4ka B.P.)期间,东亚夏季风呈现百年尺度大幅振荡,而此时南亚高压(西太副高)的位置大致位于1120-1150E(1450-1550E)之间。晚全新世(4-0 ka B.P.)期间,东亚夏季风持续减弱,对应南亚高压位置向东移动、西太副高位置向西移动。本文还通过对全新世高低空风场的分析,揭示了南亚高压与西太副高对东亚夏季风演变的影响。年际尺度上,东亚夏季风指数有明显的年际振荡,但与南亚高压位置变化的相关性不强。另外,对65年夏季降水的分析结果显示,南亚高压异常偏东、西太副高异常偏西的年份,我国夏季的降水分布呈现长江中下游降水偏多,华北、华南降水偏少；南亚高压异常偏西、西太副高偏东的年份,华南夏季降水较多,长江中下游及华北降水偏少。通过分析全新世春季赤道太阳辐射、热带印度洋-西太平洋夏季温度及与南亚高压与西太副高时空变化进行比较发现,北半球春季赤道地区太阳辐射的变化与南亚高压与西太副高时空演变存在密切的关系。全新世以来北半球春季赤道太阳辐射的变化趋势是先减弱后增强,从早全新世(9.5 ka B.P.)开始逐渐减弱,到中全新世(5～4 ka B.P.)达到最小,随后由中全新世又开始逐渐增强,这与南亚高压东脊点位置变化趋势一致,而与西太副高西脊点的位置变化趋势相反。当春季赤道太阳辐射增强时,夏季青藏高原的加热作用更强,强烈的上升运动使低层气流辐合加强、高层辐散强烈,有利于南亚高压的强度增强、面积扩大、范围向东扩展。模拟的全新世热带印度洋-西太平洋夏季温度变化结果显示,夏季热带印度洋-西太平洋海表温度先降低后增加的趋势与春季赤道太阳辐射的变化趋势一致,且热带印度洋-西太平洋夏季地(海)表气温与南亚高压有显著的正相关关系,海温的加热作用可以通过激发Matsuno-Gill型大气响应使得南亚高压增强。而南亚高压位置与其强度密切相关,南亚高压增强、面积扩大有利于其向东扩展。西太副高主要由哈德莱环流在副热带地区的下沉作用造成,而热带印度洋-西太平洋夏季的增温可引起哈德莱环流增强,从而使西太副高的强度增强、面积扩大导致其西脊点位置偏西。因此,春季太阳辐射可以通过影响热带印度洋-西太平洋夏季温度对南亚高压东脊点和西太副高西脊点的位置产生影响。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P424;P425.42

【参考文献】