学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

北太平洋海表温度变化及其对北极气温的影响

作　者: 肖福安
导　师: 武炳义；姜华
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 气象学
关键词: 北太平洋海表温度海表高度阿留申低压夏季北极气温
分类号: P731.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 2次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在过去几十年里，北太平洋海表温度（SST）随着全球变暖也在发生着显著的变化。本文利用Hadley中心SST资料、美国NCEP/NCAR再分析资料、日本JRA-25再分析资料以及法国卫星海洋存档数据中心Aviso的海表高度（SSH）观测资料，并运用多种统计分析方法，分析了1949-2012年北太平洋海表温度异常（SSTA）标准差的空间和时间分布。深入研究了由标准差时空分布引出的两个方面内容：第一是北太平洋SSTA与SSH之间的时空关系，以及SSTA与通过二维有限脉冲响应（FIR）滤波器所得到SSH的各个分量之间的时空关系；第二是SSTA在冬季变化最剧烈的可能原因是与阿留申低压存在有关，由此研究了冬季阿留申低压协同后期北太平洋SSTA变化对北极夏季表面气温（SAT）的影响。主要结论如下：1、利用二维FIR滤波器对TOPEX/Poseidon SSH资料进行滤波处理，得到不同时间和空间尺度上的热信号和波信号分量。研究了近20年北太平洋SSH及各个分量与SSTA之间的关系，结果显示：几乎整个北太平洋SSTA与海面高度观测值（zori）有非常好的相关关系；在低纬度地区SSTA与两年周期Rossby波（z24）关系最紧密；而在中纬度地区SSTA则与不传播的海盆尺度热信号（zt）相关关系最显著。利用经验正交函数（EOF）分解和相关分析等方法，进一步研究了zori、zt、z24与SSTA之间的关系。结果显示，SSTA EOF第一模态、zori EOF第二模态、zt EOF第二模态以及z24EOF第一模态均与ENSO存在紧密联系。结合时间系数序列变化的整体趋势和细节来看，z24EOF第一模态时间系数与ENSO的关系最明显，且Ni o3.4指数与z24EOF第一模态时间系数相关关系高达-0.71。得到的结论进一步揭示了北太平洋SSH与SSTA之间紧密的关系，而稳定的两年周期Rossby波信号可能比大气或海洋中其它变量更利于监测ENSO信号，以及后续的预测研究。2、通过定义新的阿留申低压强度指数，发现冬季阿留申低压与次年夏季北极SAT相关关系显著，并给出了其中一种解释机制。冬季阿留申低压越弱，次年春季一直到夏季初期北太平洋中纬度海盆内区SST偏高，导致春季、夏季平均经圈环流和500pha位势高度异常：中纬度地区有异常上升运动，异常下沉运动存在于高纬度地区，费雷尔环流减弱，暖空气从高层到低层向北输送，使得北极SAT升高，同时，异常下沉运动绝热增温并且阻止地表热量上传亦对北极气温高有贡献；另一方面中纬度地区位势高度负异常，高纬度地区正异常，南低北高分布型有利于增加白令海峡入流体积通量，亦使北极地区SAT偏高。研究结果揭示了阿留申低压年际变化对北极夏季SAT的调控作用，从而为北极地区甚至北半球的季节预测提供了一个较好的指示作用。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 引言  10
  1.2 北太平洋海表温度变化的研究现状  10-12
    1.2.1 北太平洋海表温度变化的研究现状  10-11
    1.2.2 北太平洋海表温度与海表高度之间关系的研究现状  11-12
  1.3 北太平洋海表温度对北半球气候的影响  12-14
    1.3.1 阿留申低压对北半球气候的影响  12-14
    1.3.2 北太平洋海表温度对北半球气候的影响  14
  1.4 本文创新点  14-15
  1.5 论文主要内容和章节安排  15-16
第二章资料和方法  16-24
  2.1 资料  16-17
    2.1.1 海表温度再分析资料  16
    2.1.2 海冰密集度再分析资料  16
    2.1.3 海平面气压再分析资料 1  16
    2.1.4 海平面气压再分析资料 2 及地表气温再分析资料  16
    2.1.5 海表高度观测资料  16
    2.1.6 气候指数  16-17
  2.2 方法  17-24
    2.2.1 经验正交函数(EOF)分解  17
    2.2.2 奇异值分解  17-18
    2.2.3 二维有限脉冲响应滤波器  18-20
    2.2.4 小波分析  20-21
    2.2.5 其他统计方法  21-24
第三章北太平洋海表温度的基本特征  24-34
  3.1 北太平洋海表温度的气候态分布特征  24
  3.2 北太平洋海表温度异常时空分布特征  24-25
  3.3 北太平洋海表温度异常标准差的时空分布  25-26
  3.4 北太平洋海表温度异常变化趋势  26-32
  3.5 本章小结  32-34
第四章北太平洋海面高度与海表温度异常之间的关系  34-44
  4.1 北太平洋海表温度异常与海表高度观测值、两年周期 Rossby 波、不传播的热信号之间的关系  34-36
  4.2 北太平洋海表高度观测值、两年周期 Rossby 波和不传播的热信号的 EOF 分析结果  36-39
    4.2.1 北太平洋海表温度异常的 EOF 分析结果  36-37
    4.2.2 海表高度观测值的 EOF 分析结果  37-38
    4.2.3 不传播热信号的 EOF 分析结果  38-39
    4.2.4 两年周期 Rossby 波的 EOF 分析结果  39
  4.3 讨论  39-41
  4.4 本章小结  41-44
第五章冬季阿留申低压协同后期北太平洋海表温度与次年夏季北极气温的关系  44-60
  5.1 冬季阿留申低压的基本特征  44-49
    5.1.1 冬季阿留申低压指数的定义  44-45
    5.1.2 几种阿留申低压指数的比较  45-48
    5.1.3 冬季阿留申低压指数与北太平洋副极地流涡的关系  48-49
  5.2 冬季阿留申低压与夏季北极气温之间的关系  49-51
    5.2.1 冬季阿留申低压与夏季北极气温之间的相关分析  49-50
    5.2.2 冬季阿留申低压与北太平洋海表温度异常之间的相关分析  50-51
  5.3 春、夏季北太平洋海表温度异常与夏季北极气温的关系  51-54
  5.4 可能的机制  54-56
  5.5 夏季北极气温与秋季北极海冰密集度的关系  56-57
  5.6 本章小结  57-60
第六章总结与展望  60-64
  6.1 全文总结  60-61
  6.2 讨论及展望  61-64
参考文献  64-72
致谢  72-74
个人简介  74

北太平洋海表温度变化及其对北极气温的影响

内容摘要

全文目录

相似论文