平流层爆发性增温期间大气波动及海水表面温度变化的研究

发布时间:2018-06-27 21:25

  本文选题:平流层爆发性增温 + 重力波 ; 参考:《武汉大学》2016年博士论文


【摘要】:平流层爆发性增温(SSW)是一种发生在冬季极区的非常强烈的大气现象。在增温事件发生期间,大气的温度场、风场都受到强烈的影响,并且这种影响是全球性的。平流层爆发性增温会引起全球不同层区的大气耦合,因此研究其效应对于理解大气的动力学过程具有重要的意义。本文的主要工作有三个方面:1)利用COSMIC温度数据和NCEP/NCAR再分析资料,对2008年的极涡位移型增温事件和2009年的极涡破碎型增温事件期间的极区重力波活动的变化特征进行了研究。2)利用ERA-interim再分析资料结合COSMIC数据研究了SSW期间热带背景大气和Kelvin波的变化。3)利用ERA-interim再分析资料的海水表面温度(SST)数据统计了不同ENSO相位的SSW事件期间,海水表面温度异常(SSTA)的变化特征。研究结果表明:1、极区纬向平均的重力波活动在两种类型的增温事件之间均出现增强,这种增强在主增温期间随着纬向风转向由高向低发展。在极涡位移型主增温事件期间,重力波活动在向下发展过程中强度保持稳定,而在极涡破碎型主增温期间,重力波活动在向下发展过程中则出现了明显的减弱。极区重力波活动的空间分布会由于极涡的位置和强度不同呈现地理上的差异。总体而言,极涡边缘区域背景风场相对较强,重力波活动也较强,而在极涡外部及内部,重力波活动较弱。然而重力波振幅最大值并不总与风速最大的区域相对应。这些差异可能是由背景风的选择性传播以及重力波波源的差异造成的。2、在SSW期间,增强的中高纬行星波活动使得经向环流也增强,从而在热带平流层造成上涌,使得平流层温度出现降低。在此期间,平流层的纬向风出现了向东的扰动。Kelvin波活动在SSW期间与热带印度洋-西太平洋局地的对流活动出现明显的耦合。Kelvin波对驱动平流层东向纬向风扰动的贡献也比正常年份大得多。3、统计结果表面,SSW事件的类型与ENSO相位存在着联系,极涡破碎型的SSW事件几乎都发生在拉尼娜相位。SSW事件期间,赤道中东部太平洋的SSTA比SSW发生之前出现增大,而北太平洋的SSTA则出现减小。赤道中东部太平洋SSTA的变化在厄尔尼诺和拉尼娜相位要比ENSO中性相位显著。
[Abstract]:Stratospheric explosive warming (SSW) is a very strong atmospheric phenomenon occurring in winter polar regions. During the warming event, the temperature field and wind field of the atmosphere are strongly affected, and the influence is global. Stratospheric explosive warming can lead to atmospheric coupling in different layers of the world, so it is of great significance to study its effects for understanding the dynamic process of the atmosphere. The main work of this paper has three aspects: 1) using COSMIC temperature data and NCEP / NCAR reanalysis data. The variation characteristics of gravity wave activity in the polar region during the polar-vortex displacement-type warming events in 2008 and the polar vortex-breaking warming events in 2009 are studied. 2) the tropical background during SSW is studied using ERA-interim reanalysis data and COSMIC data. The variation of atmospheric and Kelvin waves. 3) using the sea surface temperature (SST) data of ERA-interim reanalysis data, the SSW events with different ENSO phases are calculated. Characteristics of surface temperature anomalies (SSTA) in seawater. The results show that the zonal mean gravity wave activity in the polar region increases between the two types of warming events, and this enhancement changes from high to low with the zonal wind during the main warming period. During the main warming event of the polar vortex displacement type, the gravity wave activity remains stable in the process of downward development, while the gravity wave activity weakens obviously in the downward development process during the main warming process of the polar vortex breaking type. The spatial distribution of gravity wave activity in polar region is geographically different due to the location and intensity of polar vortex. In general, the background wind field in the edge of the polar vortex is relatively strong, and the gravity wave activity is relatively strong, while the gravity wave activity is relatively weak outside and inside the polar vortex. However, the maximum amplitude of gravity wave does not always correspond to the region with the largest wind speed. These differences may be caused by selective propagation of background winds and differences in gravity wave sources. During SSW, the increased activity of mid-high latitude planetary waves also increases the meridional circulation, resulting in upwelling in the tropical stratosphere. The stratospheric temperature is reduced. In the meantime, The zonal wind in the stratosphere is disturbed eastward. The Kelvin wave activity is obviously coupled with the convective activity in the tropical Indian and western Pacific region during SSW. The contribution of Kelvin wave to driving the eastward zonal wind disturbance in the stratosphere is also more than normal. The year is much larger. 3. The type of SSW event on the surface of the statistical results is related to the ENSO phase. Almost all the SSW events of polar vortex fragmentation occur during the La Nina phase. The SSTA in the central and eastern equatorial Pacific increases than before SSW, while the SSTA in the North Pacific decreases. The variation of SSTA in the central and eastern equatorial Pacific is more significant in the El Nino and La Nina phases than in the ENSO neutral phase.
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P421.32;P433;P731.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陆春晖;丁一汇;;平流层与对流层相互作用的研究进展[J];气象科技进展;2013年02期

2 黄荣辉;平流层与中间层大气动力学的研究[J];大气科学;1985年04期

3 郑彬;施春华;陈月娟;;中国平流层CH_4的分布特征和季节变化[J];高原气象;2006年04期

4 胡永云;丁峰;夏炎;;全球变化条件下的平流层大气长期变化趋势[J];地球科学进展;2009年03期

5 刘毅;刘传熙;;利用WACCM-3模式对平流层动力、热力场及微量化学成分季节变化的数值模拟研究[J];空间科学学报;2009年06期

6 赵思雄;;近年来平流层环流研究动向[J];气象科技资料;1975年06期

7 ;对流层与平流层[J];知识就是力量;1999年02期

8 陈洪滨;卞建春;吕达仁;;上对流层-下平流层交换过程研究的进展与展望[J];大气科学;2006年05期

9 刘传熙;王海平;刘毅;;2003—2004年冬季北半球爆发性增温期间极地平流层甲烷、水汽的演变特征[J];自然科学进展;2009年04期

10 吕达仁;卞建春;陈洪滨;陈月娟;陈泽宇;胡永云;刘毅;刘煜;任荣彩;田文寿;;平流层大气过程研究的前沿与重要性[J];地球科学进展;2009年03期

相关会议论文 前3条

1 张杰;;全球气候化学模式模拟QBO对平流层环流、温度和水汽的影响[A];S18 大气物理学与大气环境[C];2012年

2 闵凡花;王盘兴;陈长胜;盛日锋;;北半球中平流层环流转型日期的气候及其异常特征[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年

3 陈月娟;施春华;周任君;毕云;;平流层臭氧、水汽和甲烷的变化特征及其与温度变化的关系[A];中国气象学会2006年年会“大气成分与气候、环境变化”分会场论文集[C];2006年

相关博士学位论文 前8条

1 胡定珠;海温和臭氧变化对平流层气候的影响[D];兰州大学;2015年

2 贾越;平流层爆发性增温期间大气波动及海水表面温度变化的研究[D];武汉大学;2016年

3 舒建川;平流层对流层物质交换及传输特征的研究[D];兰州大学;2012年

4 毕云;平流层水汽与甲烷的分布和变化及其气候效应的研究[D];中国科学技术大学;2009年

5 施春华;平流层微量气体变化趋势及其化学过程的研究[D];中国科学技术大学;2006年

6 谢飞;平流层对流层物质交换以及平流层水汽与臭氧的研究[D];兰州大学;2011年

7 刘屿;平流层自治飞艇:模型、动力学和控制[D];华南理工大学;2009年

8 樊雯璇;剩余环流演变及其对痕量成分分布的影响[D];云南大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 朱露;平流层爆发性增温期间中高层大气背景及波动研究[D];中国科学院国家空间科学中心;2016年

2 蔡娟;太阳11年周期对北半球冬季平流层环流的影响机制[D];南京信息工程大学;2016年

3 徐婷;Rossby波异常通过平流层—对流层相互作用对冬季温度极端事件的影响[D];南京信息工程大学;2016年

4 陆晏;夏季北半球平流层温度和环流对太阳准11年周期的响应及机制[D];南京信息工程大学;2016年

5 宋刘明;臭氧层恢复及其影响和气溶胶对平流层的影响[D];南京信息工程大学;2013年

6 刘玮;平流层准两年振荡对热带深对流活动及平流层水汽的影响[D];兰州大学;2014年

7 于田田;平流层准两年振荡与对流层大气环流的关系[D];南京信息工程大学;2007年

8 路也;平流层空间探测技术研究[D];北京邮电大学;2011年

9 徐菊艳;两种再分析资料平流层温度场的比较[D];南京信息工程大学;2007年

10 陆春晖;北半球冬季平流层爆发性增温的动力诊断分析[D];南京信息工程大学;2008年



本文编号:2075326

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/2075326.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户7a99e***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com