秋季北极海冰对两类ENSO的异常响应及可能影响机制

摘要

本文利用1961-2016年Hadley中心逐月海表温度资料、逐月海冰密集度资料以及NCEP/NCAR再分析资料等，合成分析了秋季北极海冰对于两类ENSO事件的异常响应特征，并进一步讨论论证了存在这种异常响应的可能影响机制。主要得到如下结论: (1)在喀拉海海域(60-90°E，70-80°N)的海冰，无论在EP El Ni(n)o还是EP La Ni(n)a年，始终表现为显著的负距平。EP El Ni(n)o年秋季造成喀拉海海冰异常偏少的物理过程主要位于太平洋区域，西太暖池附近被抑制的对流激发出负位相的PJ波列，在高纬地区形成的异常反气旋环流形成了由较暖的中高纬地区向喀拉海区的暖平流输送，导致海冰异常偏少。EP La Ni(n)a年秋季喀拉海区域主要为来自大西洋开放性海域明显的西风异常，个例分析显示EP La Ni(n)a年秋季北大西洋上空存在一个明显的西风急流中心，与低层西风异常形成准正压响应，有利于北大西洋开放性海域的暖水向喀拉海区域输送，加速了融冰进程。 (2) CP型ENSO事件发展年秋季与同期海冰异常的线性相关关系不显著。进一步诊断分析CP ENSO个例年海冰异常以及方差变化，在CP El Ni(n)o个例年秋季楚科奇海域海冰密集度方差变化较小，海冰异常响应较为稳定。但在CP La Ni(n)a个例年海冰异常响应不稳定。进一步的环流场分析来看，CP El Ni(n)o年热带外地区会激发出类PNA位相的模态，但是主要表现于CP El Ni(n)o更加成熟的冬季，而在本文关注的秋季环流异常场上，类PNA模态在高纬地区的响应没有通过检验，也即为CP El Ni(n)o年秋季高纬地区的大尺度环流场变化较为复杂，个例年的异常变化不一致。所以在CP El Ni(n)o年秋季楚科奇海域海冰减少的一致性，同CP El Ni(n)o之间的联系不稳定。 (3)引入AM2.1大气模式和NCAR的CCSM4-amip模式(1979-2010)对两类ENSO发展年秋季北极海冰异常响应的可能机制进行验证。AM2.1大气模式在热带外区域表现为“+”“-”“+”的经向三级子波列，很好地再现了EP El Ni(n)o年秋季喀拉海海区存在显著的海冰异常减少的物理过程; AM2.1模式很好的模拟了EP LaNi(n)a年高纬地区秋季异常环流模态，但在数值上同观测仍有差异。CCSM4-amip模式很好地再现了EP La Ni(n)a年秋季高纬地区环流异常。即北大西洋海域存在一个显著的大值急流中心，利于北大西洋高纬地区开放性海域的暖水向喀拉海区域输送;AM2.1模式不能很好地再现CP ElNi(n)o年秋季热带外区域高度场异常，这可能跟CP El Ni(n)o年的信号不稳定有关。在敏感性试验中可能较难激发CP El Ni(n)o年的气候异常。但是在CCSM4-amip模式中再现了观测场中CP El Ni(n)o年秋季热带外区域高度场异常模态，主要表现为类PNA结构，其中高纬地区的响应较弱，没有通过显著性检验，同观测场的结果一致。进一步验证了CP El Ni(n)o年秋季北极海冰异常变化同CP El Ni(n)o之间的联系具有不稳定性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1研究目的与意义

1．2国内外研究进展

1．2．1关于海冰变化对ENSO影响的研究

1．2．2关于ENSO对海冰变化影响的研究

1．3主要研究内容，

1．3．1拟解决的问题

1．3．2章节安排

第二章资料和方法

2．1资料简介

2．2方法简介

2．2．1相关分析及t检验

2．2．2合成分析及t检验

2．2．3傅里叶谐波滤波

第三章秋季北极海冰对EP ENSO的异常响应

3．1 EP ENSO事件的选取

3．2 EP ENSO发展年秋季海冰的异常特征

3．3 EP El Ni?o年秋季海冰异常响应的可能机制

3．4 EP La Ni?a年秋季海冰异常响应的可能机制

3．5本章小结

第四章秋季北极海冰对CP ENSO的异常响应

4．1 CP ENSO事件的选取

4．2 CP ENSO发展年秋季海冰的异常特征

4．3 CP El Ni?o年秋季海冰异常响应的可能机制

4．4本章小结

第五章秋季北极海冰对两类ENSO异常响应的模式验证

5．1模式介绍

5．2秋季北极海冰对EP El Ni?o异常响应的模式验证

5．3秋季北极海冰对EP La Ni?a异常响应的模式验证

5．4秋季北极海冰对CP El Ni?o异常响应的模式验证

5．5本章小结

第六章总结和讨论

6．1主要结论

6．2特色和创新点

6．3问题与展望

参考文献

致谢

作者简介