影响西北太平洋夏季风1990s年代际变异的海气相互作用过程研究

来源 :广东海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:geosec
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为亚洲季风子系统的西北太平洋夏季风(western North Pacific summer monsoon;WNPSM)是气候系统中的一个重要组成部分,考虑到季风降雨变化可以显著影响农业、经济和社会,研究WNPSM变异相关的海气相互作用过程具有重要的意义。我们在本论文的研究中围绕影响WNPSM在1990s年代际变异的海气相互作用开展了研究工作,探讨了WNPSM在风场异常的空间结构、时间变化主周期、与澳洲季风系统的联系、对热带云团发展率的影响等方面发生的1990s年代际变异。在研究中,特别关注热带大西洋海温异常及其相关的海气相互作用过程在WNPSM 1990s年代际变异中的作用。在风场异常的空间结构方面,研究揭示出春季热带北大西洋海温异常可以通过跨洋盆过程增强WNPSM与西太平洋赤道纬向风在1990s年代以后的相关关系。WNPSM与赤道纬向风之间相关关系的年代际转变可以用热带海洋海表面温度(Sea Surface Temperature;SST)空间配置和影响的年代际变化来解释。在1990s之后,春季热带北大西洋海温异常、及其所引起的前冬El Ni(?)o-Southern Oscillation(ENSO)衰减加快和夏季赤道中太平洋和海洋性大陆SST异常的共同调制作用可以促使WNPSM与赤道纬向风之间呈现出更强的相关关系。WNPSM与西太平洋赤道纬向风之间的关系可以影响WNPSM对接下来冬季ENSO的反馈作用,在90年代之后更紧密的WNPSM-赤道纬向风联系可以支持更强的WNPSM对接下来ENSO的反馈作用。在考察的26个CMIP5模式模拟的结果中,大多数模式能够比较好地模拟出观测中的WNPSM-赤道纬向风之间的相关关系。对WNPSM与赤道纬向风相关关系模拟效果好的模式,在模拟WNPSM与接下来冬季ENSO相关关系方面也具有相对好的模拟效果。这说明在考虑提高模式对WNPSM与接下来冬季ENSO关系的模拟时,需要特别注意模式对WNPSM与同时期赤道纬向风相关关系的模拟效果。根据未来时期全球变暖情景下的模式模拟结果,在未来变暖情境下WNPSM与赤道纬向风的相关关系可能与当前气候相比并没有发生显著的改变。在时间变化主周期方面,研究发现热带大西洋与太平洋之间的相互作用过程可以增强WNPSM在1990s以后的准两年周期变化。WNPSM存在从1990s之前的准四年周期为主转变为1990s之后的准两年周期为主的年代际变化。通过与全球其他季风区季风主周期的比较,发现这种1990s发生的主周期由准四年转变为准两年的年代际变异现象是只有WNPSM才存在的现象,在全球其他季风中都没有观测到这种年代际变异。WNPSM准两年周期变化在1990s以后的增强可以利用热带大西洋“电容器”效应来解释。通过包含热带太平洋-大西洋跨洋盆交互作用过程的大西洋“电容器”效应中“充电”过程(ENSO通过“大气桥”机制影响热带北大西洋的SST异常)和“放电”过程(热带北大西洋的SST异常通过副热带遥相关机制对ENSO产生反馈)的交替发生,可以激发出WNPSM准两年周期的变化。在1990s以后,由于受到大西洋年代际振荡(AMO)位相转变(由1990s之前的负位相转变为1990s之后的正位相)和全球变暖趋势互相叠加的共同影响,加强的热带大西洋对太平洋的反馈作用(“放电”过程)能够促进WNPSM准两年周期变化的增强。在与其他季风系统的联系方面,研究揭示出春季热带北大西洋海温异常的影响可以增强WNPSM与澳洲季风之间的关系。WNPSM与澳洲夏季风之间关系的年代际转变可能与热带海洋SST的空间配置的年代际变化有关。在1990s以后,北半球春季热带北大西洋的海温异常及其引起的接下来ENSO的演变过程的调制作用可以解释WNPSM与澳洲夏季风之间负相关关系显著增强的现象。CMIP5各个模式模拟的WNPSM-澳洲夏季风关系的结果差异较大,模拟结果与观测结果比较接近的模式所占比例较少,表明CMIP5各模式对WNPSM-澳洲夏季风关系的模拟效果还需要进一步改进和提升。在对天气系统的影响方面,研究揭示出WNPSM在5月份的增强可以引起热带云团发展率的上升趋势。结果显示西北太平洋热带云团发展率的变化趋势具有明显的季节性,5月份是唯一一个可以观测到西北太平洋热带云团发展率出现上升趋势的月份。WNPSM在5月份的增强与热带云团发展率的上升趋势可能存在密切的联系。通过对5月份(热带云团发展率出现上升趋势的月份)和10月份(热带云团发展率出现最强的下降趋势的月份)进行对比分析,发现不同的热带大洋SST异常的空间配置引起的低层大气环流异常的差异可以解释不同月份热带云团变化趋势的差异。5月份,更强的热带西太平洋SST的增暖可以促使与异常气旋环流相关的异常西风的增加,造成西北太平洋季风的增强和西北太平洋副热带高压的减弱,这种大气环流背景的变化可以有利于大气涡动能和正压能量转换的增强,从而导致在最近年代5月份西北太平洋海域热带云团发展率表现出上升的趋势。本论文的研究结果有助于更系统地认识和理解WNPSM的1990s年代际变异过程和机制,进一步揭示出影响WNPSM 1990s年代际变异的海气相互作用过程。研究结果可以进一步增加对热带三大洋跨洋盆交互作用影响最近年代气候变异过程的认识,进而有助于提升对气候变异的预报预测和气候灾害的防灾减灾能力。
其他文献
在向第二个百年奋斗目标迈进的新征程中,广东要坚定不移推进高质量发展,实现社会的效率与公平。广东农村居民代际收入差距进一步拉大,区域发展不平衡加剧,城乡发展差距显著等社会领域的风险隐患不容忽视,统筹发展和安全的任务仍然艰巨。在贯彻新发展理念下,探讨如何通过提升子代受教育程度向广东农村居民的代际收入流动赋能,促进社会的效率与公平是一个极其重要的社会课题。提高子代受教育程度以增强农村居民收入增长的内生动
学位
粤西沿海经济带在我国区域经济版图中具有特殊的区位优势和战略地位。粤西沿海经济带是东、中和西部三大经济地带的南部沿海战略结合部,又是“一带一路”、中国-东盟自贸区、北部湾经济区、粤港澳大湾区和海南自由港等国家发展举措的战略交汇区域和重要支撑区域。但是,当前粤西沿海经济带发展滞后的区域经济水平尚不足以对上述国家战略的实施起到应有的推动和支撑作用。因而提升粤西沿海经济带的综合经济实力,充分发挥其地缘战略
学位
我国农村地区在2020年全面完成了消除绝对贫困的光荣任务。习近平总书记强调,我们已经打赢了脱贫攻坚战,总体上解决了绝对贫困问题。但农村地区的相对贫困问题将会持续很长一段时间。我国脱贫攻坚的重点任务应从消除绝对贫困转向缓解相对贫困。这意味着在未来一段时期,我国广大农村贫困治理的中心工作是相对贫困治理。这便对相关领域学者提出了全新的研究任务,即要从我国的国情出发,科学探索采取一种行之有效的战略,使广大
学位
上层海洋运动受到表面浮力通量的驱动且蕴含丰富的亚中尺度结构,然而传统的准地转(Quasi-Geostrophic,QG)模型并不考虑这一边界条件。因此Blumen(1978)提出了表面准地转(Surface Quasi-Geostrophic,SQG)模型,其刻画了海面浮力异常驱动的地转运动。相比于海洋内区涡度驱动的QG运动,浮力驱动的SQG流场富含亚中尺度结构,同时,遥感发现海面流场在中尺度波段
学位
厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是最重要的气候变化,其特点是赤道太平洋海表变暖(厄尔尼诺)和变冷(拉尼娜)。热带气旋(TC)和子午环流是最具影响力的天气事件和气候现象之一。但是,尚不清楚ENSO期间TC和子午环流异常(MCA)的联系。因此,本研究基于1980年至2018年的数据集调查了TC的功率耗散指数(PDI)和MCA的质量流函数(MSF)。结果表明,厄尔尼诺(拉尼娜)期间,北太平洋的TC、与南北
学位
南海是中尺度涡和内潮的高发地。南海西北陆坡区是西传中尺度和内潮的必经海域。中尺度涡剧烈的流场和层结变化可能对内潮产生重要影响。探究中尺度涡对内潮的调制作用,对理清内潮和中尺度涡的演变规律、认识多尺度相互作用机理具有重要意义。因此,本文基于2018年10月至2020年2月南海西北部陆坡处的锚系观测数据,分析中尺度涡靠近、控制和远离过程中,内潮频率(周期)、水平动能(HKE)、有效势能(APE)和内潮
学位
本文着眼于百年尺度西北太平洋热带气旋活动的变化及成因。热带气旋是影响全球的主要气象灾害之一,常伴随着狂风暴雨,对西太平洋沿岸地区产生严重影响,长期以来一直是研究的重点问题。以往的研究表明,副热带高压、海表温度对西太平洋热带气旋有重要的影响,然而,对于上百年尺度的台风的活动变化与这些物理量的关系,还没有充分的研究。本研究着眼于上百年尺度的台风活动的变化,将台风活动变化与副热带高压、辐射通量、西太暖池
学位
2019年秋季,赤道印度洋地区爆发了近四十年以来最严重的一次印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)事件。该事件造成澳大利亚和东非等地区均遭受到了严重的极端气候灾害。本文采用1970-2020年英国气象局哈德莱数据中心的海表温度(Had ISST)数据资料及欧洲中期天气数据中心第五代全球大气再分析(ERA5)的降水、风场、位势高度场及表面气压等数据,重点分析2019年“超强”
学位
乌贼墨多糖(Sepia ink polysaccharide,SIP)是一类源自乌贼墨的糖胺聚糖。研究证明,SIP具有化疗保护、化疗增敏、抗肿瘤、抗凝血、抗氧化和免疫调节等活性,并且,其抗氧化与抗凝血活性可通过化学修饰得以增强。癌症作为第二大死因,使人类生命面临极大威胁。作为癌症治疗的重要手段之一,化疗药物在杀伤肿瘤细胞的同时,也能诱导机体血液高凝,促使血栓形成,从而增加癌症患者死亡风险。为研究S
学位
东海黑潮流域海气相互作用影响着我国东南沿海降水以及台风等灾害性天气过程,对我国气候乃至于全球气候都有着及其重要的影响。因此,对东海黑潮关键区降水的年际变化、季节变化的时空分布特征进行分析研究具有重要意义。并且,探明该区域的降水特征对进一步了解海气相互作用以及了解其对海洋环流、大气环流的影响具有重要的科学意义。本文通过多元卫星遥感资料TRMM 3B42数据产品,对东海黑潮关键区2000年-2019年
学位