全球变暖背景下北半球冬季气候中11年太阳活动信号特征的研究

发布时间：2021-03-23 02:25

　　太阳活动是驱动年代际气候变化的重要自然驱动因素之一。中高层大气中,平流层中存在的臭氧层受太阳紫外波段（UV）辐射和中间层沉降NOx成分波动的影响,改变平流层的热结构,导致平流层的经向温度梯度发生改变,进而影响平流层-对流层系统之间的波活动和环流结构,最终将这种变化传到对流层,影响地表气候,而这一过程在冬季最为显著。现代全球地表气温急剧上升以来,北半球气候中11年太阳活动周期太阳活动信号发生何种变化一直是日地天气气候研究领域的热点问题。为了探究全球变暖背景下北半球冬季气候中太阳活动信号的年代际变化特征,依托再分析数据,对1958-1977年和1978-2010年记录分别应用合成分析的方法研究北半球冬季北大西洋海平面气压对太阳活动响应的时空变异特征的基础上,进一步分析平流层的行星波活动和剩余平均经向环流,探讨了升温背景下太阳活动信号在平流层传输特征的变化及其可能影响机制;使用化学-气候模式（SOCOL3.0）对可能的机制进行了气候敏感性试验,即设立三组对照组,模拟不同的CO₂浓度情景下,北半球冬季大气对11年周期太阳活动信号的传递特征,评估了CO₂

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

-2010年冬季平均太阳黑子数的标准化距平图

华东师范大学2020届硕士学位论文第二章资料与方法12图21900-2010年HadCRUT4全球平均表面温度数据（a）时间序列异常图及其MK突变检验（b）2.4太阳活动信号传输敏感性实验模式介绍本文采用化学-气候耦合模式SOCOL3.0（SolarClimateOzoneLinksversion3）进行太阳活动信号传输敏感性试验研究。SOCOL3.0化学-气候模型[57]由德国马克斯-普朗克气象研究所（MPI-M）开发的大气环流模式ECHAM的中层大气版本MA-ECHAM5[58]和苏黎世联邦理工学院（ETH）开发的化学传输模式MEZON组成的[59]。SOCOL3.0可以进行并行计算，这节约了大量计算时间。MA-ECHAM5[60]是基于大气运动原始方程组开发的大气环流谱模式，模式水平分辨率为T42（约2.8°×2.8°），在垂直方向上采用混合坐标，覆盖范围从地球表面到0.01hPa（约80km），可分为39或90层，在SOCOL3.0中默认使用39层[61]。该模型是仅大气模型，根据英国Hadley中心的观测数据规定了全球海表温度和海冰覆盖范围[62]。海洋耦合由马克斯·普朗克研究所海洋模型（MaxPlanckInstituteOceanModel）提供。通过将观测到的风廓线同化到赤道平流层中模拟的纬向风，在模型中产生平流层准两年振荡（QBO）[57]。

华东师范大学2020届硕士学位论文第三章气候再分析资料中的太阳活动信号17图3HS年和LS年（HS-LS）的北大西洋平均海平面气压（单位：hPa）合成差值图；黑点（白点）分别表示通过90%（95%）的显著性双侧t检验的区域从图3看，在1958-1977年的HS年，12、1月，北大西洋SLP基本呈现一个负位相的类NAO异常（图3b、c），从2月开始，低气压中心北移，到了3月大西洋区域转为正的类NAO信号（图3d、e），但未通过显著性检验。1977-2010年早在12月开始北大西洋就出现弱的类NAO信号，并延续整个冬季（图3g-j），


本文编号：3094948