近30年来南极海冰增长的本质特征及其影响机制
[Abstract]:In this paper, the variation of Antarctic sea ice is placed in a relatively long-term environmental background, using uninterpolated original ocean observation data, land station data, From 1950 to 1978 and from 1979 to 2011, the climate trends of the Southern Ocean SST, the 10 m wind field near the surface and the sea level pressure in the Southern Hemisphere from 1950 to 1978 and from 1979 to 2011 were compared and analyzed by reanalysis data and satellite inversion data. The variation of latitudinal winds in the Southern Hemisphere from 1979 to 2011 is analyzed by using the ERA-I global reanalysis data. It is found that the westerly wind trends show very significant regional and seasonal asymmetry characteristics. The tropical ocean, ozone and greenhouse gases are used as three forcing sources of the model. Using different combinations of the three forcing sources, four groups of AMIP experiments are carried out through the CAM4 atmospheric circulation model, and the contribution of each forcing term to the circulation anomaly is extracted respectively. In order to further explore the contribution of tropical oceans to Antarctic climate anomalies in recent years, we designed the Pacific pacemaker experiment through the CESM climate coupling model. That is to say, the downward latent heat flux in the ocean makes the sea surface temperature in the equatorial eastern Pacific as close as possible to observations, and emphasizes the role of the tropical ocean in the coupling model. The main conclusions obtained in this paper are as follows: (1) from 1979 to 2011, the surface temperature and surface temperature of the Southern Ocean Sea decreased except for the Antarctic Peninsula and the surrounding sea area, which is consistent with the expansion of Antarctic sea ice. In contrast, the Southern Ocean was almost uniformly warmer in 1950-1978. The sea level pressure and the near-surface zonal wind also showed a reverse trend before 1979, for example, the warming (cooling) of the Southern Ocean was accompanied by the weakening (strengthening) of the westerly wind and the decrease (rise) of the pressure gradient force in a period of time before (after). The similar temporal evolution characteristics among the physical quantities observed independently of each other strongly prove the existence of Interdecadal low frequency oscillation in the Southern Ocean. (2) Summer time in the Southern Hemisphere, The anomaly of circulation in middle and high latitudes is mainly affected by the interaction of tropical ocean and ozone, and the extrinsic forcing of greenhouse gases has a weak effect on the anomaly of circulation in middle and high latitudes, while in the autumn of the southern hemisphere, the anomalous signals of circulation are mainly concentrated in the Pacific sector. Teleconnective wave trains excited in the equatorial central Pacific transmit tropical signals to the mid-high latitudes of the Pacific sector. This region is mainly affected by the teleconnection of tropical ocean. (3) the SST trends simulated by pacemaker experiments all show a similar distribution structure to Interdecadal Pacific Oscillilation (IPO) in the Pacific region, and the results are the same as those observed. However, in the Southern Ocean, almost all pacemaker experiments show significant cooling in the Pacific sector, but the characteristics of large-scale cooling in the Southern Ocean and slow growth of the Antarctic sea ice are not significant. Nevertheless, the significant cooling in the Pacific sector means that the Pacific sector is a key area closely linked to the tropical climate, and further confirms the link between the Antarctic climate and the tropical ocean. In a word, the increasing trend of Antarctic sea ice in recent years is a part of its decadal variation. The increase of circumpolar westerly wind finally leads to the increase of Antarctic sea ice by cooling the Southern Ocean. The enhancement of circumpolar westerly wind is caused by the combined action of tropical ocean and ozone. Although we emphasize the role of the tropical ocean in the coupling model, the ability to simulate the southern ocean sea and Antarctic sea ice is still weak.
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P731.15
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,本文编号:2165332
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