论文部分内容阅读
随着气候的年际变化,季风的强弱和范围也发生着变化,出现了每年季风区和非季风区相互交替出现的区域,即季风边缘带。其与我国北方地区的气候状态及内陆的极端天气、气候事件有着密切的联系。近年来气候变化日益受到人们的关注,全球变暖是最引人关注的气候问题。全球变暖将引起各个地区温度不同程度的变化,原本下垫面的热力状况将会有所改变,那么季风的活动也会受到一定程度的影响,季风爆发的时间,强度以及持续时间等。研究表明,季风北边缘的地理位置又与季风的强度有着密切的联系。在全球变暖的背景下,东亚夏季风北边缘将会发生怎样的变化,便是本文的研究重点。
本文使用NCAR CAM3气候模式设计了两个不同的试验:一个为控制试验,其二氧化碳浓度为正常值,以考查模式对东亚夏季风大尺度特征的模拟效果以及北边缘位置的刻画是否接近观察情况;二为增倍试验,二氧化碳浓度翻倍,其它物理景不做任何改变,以观察全球变暖条件下,东亚夏季风北边缘的位置以及伴随的大尺度特征的变化,并试图从中找出可能的因为。北边缘的定义采用标准化全球可降水罱进行判定。通过试验,发现NCAR CAM3能较好的模拟东亚季风环流的大尺度特征,其风场的变化,越赤道气流的建立与维持以及雨带的推进与观测较为一致,对北边缘位置的刻画亦与观测较为一致。另外发现模式对二氧化碳浓度增倍条件下的气候态亦能进行较好的模拟,能很好得表现由于二氧化碳浓度变化引起的大气辐射至地表温度以及水汽等物理量变化的物理过程,其温度的变化与多数现有模式的结果一致,幅度上略有差异。比较两试验,可以发现二氧化碳含量增倍后东亚夏季风北边缘的位置将有所变化,整体有所偏北,预示着东亚夏季风有所增强,其影响范围向北扩展。而在100-123°E的变化最为明显,其涉及地区广,变化幅度大,将对该地区附近的生态系统,百姓生活及社会生产产生巨人影响。通过分析,得出了一系列结果以解释北边缘位置北进的因为。发现我国北方广东地区水汽含量的变化主要与两个因素有关,一为季风的增加,二为地表蒸发为大气提供了更多的水汽。而季风的增强又与下垫面热力因子的变化有关。由于高原地区热力状况发生了改变,潜热与感热通量的增加,增强了高原的热力条件,使得其高原低层气旋性环流加强,导致西侧西南季风有所加强,另外又使得纬向海陆热力差异有所增加,从而加强了纬向垂直环流,使得东侧副高外围偏南气流有所增强。而热力状况的变化便与全球变暖这一大背景相联系起来,大气中二氧化碳的含量增多,使得大气对长波辐射的吸收增加,大气逆辐射也随之增加,大气保温效应则有所提高,加之低云云量略有减少,地表受到的短波辐射略有增加,使得地面温度有所上升。另外通过云量的分析,简单解释了为何云量变化会与水汽变化不一致的可能因为,也从侧面证明了地表蒸发的加剧使得湿润的夏季大气中水汽含量的进一步增加。