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[博士论文] 葛敬文
地球探测与信息技术 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:本论文利用多种观测数据和海-气耦合模式的季节预报输出数据,以及一个线性斜压大气模式,通过资料诊断分析以及设计数值试验进行数值模拟等方法,研究了厄尔尼诺-南方涛动(El Ni(n)o-South Oscillation,ENSO)和东亚冬季风(East Asian winter monsoon,EAWM)对东亚冬季气候的影响。论文取得的主要研究结果如下:
  1)根据中国东南部冬季降水的时间突变特征,将数据分为三段:1969-1987年(P1),1988-1997年(P2)和1998-2014年(P3)。研究结果表明,在三个阶段,与EAWM和ENSO相联系的中国冬季降水异常都较为相似,对应于偏弱的EAWM和El Ni(n)o事件,降水正异常中心从P1到P3阶段逐渐向北移动,降水正异常中心在P1阶段位于华南地区,P2阶段向北移动到江南地区,而P3阶段进一步北移至长江中下游地区。进一步的偏回归分析结果表明,去掉ENSO的影响后,EAWM仅能在P1阶段显著地影响南方地区冬季降水;而去掉EAWM的影响后,在P1和P2阶段,ENSO与江淮和黄淮地区的冬季降水具有显著的负相关性,在P3阶段,ENSO与华南冬季降水呈显著正相关。
  2)本论文研究了不同强度的ENSO事件对东亚冬季气候的影响。根据ENSO事件的强度将其分为四类,其中中强LaNi(n)a事件对东亚地区冬季地面气温(surface air temperature,SAT)的影响最为显著。在中强La Ni(n)a年冬季,中高纬欧亚大陆上为一显著的异常高压所控制,其东南侧异常的强劲东北风将来自高纬地区的寒冷空气向南输送至副热带地区,从而造成东亚大部分地区以及邻近海域的SAT显著降低。个例分析的结果表明,中强LaNi(n)a事件对东亚中高纬地区的影响是独立于EAWM的。进一步,利用线性斜压大气模式进行理想性数值试验,试验的结果表明,赤道中太平洋“窄带”状的海温(sea surface temperature,SST)负异常以及其北侧20°N附近的西北太平洋“窄带”状的SST正异常有利于大气在北太平洋产生一个异常的低压响应。此低压西侧的异常偏北风有利于东亚地区的异常偏冷。
  3)本论文研究了中强ENSO事件对东亚冬季SAT的影响受太平洋年代际涛动(Pacific Decadal Oscillation,PDO)的影响。研究结果表明,中强La Ni(n)a事件对东亚冬季SAT的影响在PDO的暖位相下得以加强。在PDO暖位相下的中强LaNi(n)a年冬季,PDO暖位相的气候背景以及赤道中太平洋“窄带”状SST负异常和副热带西太平洋“窄带”状SST正异常的SST分布有利于在中纬度北太平洋地区激发一个异常的低压,其西侧的异常偏北风使得东亚地区的SAT显著降低。
摘要:本文利用观测数据,运用合成分析方法研究海洋性大陆地区冬季降水对不同厄尔尼诺-南方涛动(El Ni(n)o-Southern Oscillation,ENSO)事件的响应.根据ENSO指数大小将ENSO事件分成四类:强El Ni(n)o、中弱El Ni(n)o、强La Ni(n)a和中弱La Ni(n)a.结果表明,在强El Ni(n)o (La Ni(n)a)年,海洋性大陆冬季降水显著减少(增多);在中弱La Ni(n)a年降水显著增多,且降水强度与强La Ni(n)a年相当;而在中弱El Ni(n)o年海洋性大陆地区则几乎没有显著的降水负异常出现.进一步分析大气环流场的结果表明,海洋性大陆地区降水异常对El Ni(n)o和La Ni(n)a事件的不对称响应主要是由于赤道西北太平洋上空低层大气环流场异常的差异性造成.强El Ni(n)o(强/中弱La Ni(n)a年)年,赤道西北太平洋上空低层存在显著的菲律宾反气旋(气旋)性环流异常,而中弱El Ni(n)o年则无明显的反气旋环流异常出现.个例分析结果表明,80年代之后的中弱El Ni(n)o事件相联系的赤道太平洋海温距平存在较大的个例差异,而中弱La Ni(n)a事件相联系的赤道太平洋海温距平的个例差异性较小,这也导致了在中弱El Ni(n)o年海洋性大陆冬季降水异常不显著.
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