大尺度地形地表加速升温及其能量平衡变化

摘要

利用中国气象局(CMA)提供的1979～2014年气象台站常规观测资料(包括2m大气温度(Ta)，地表温度(Ts)，10m风速(V0))，本文首先分析了青藏高原Ts和热源的变化趋势。在此基础上，基于MERRA和JRA55再分析资料，利用地表能量平衡方程定量分析了1998年前后青藏高原Ts加速上升的物理过程。
　　结果表明，加强的晴空向下长波辐射(LW)和由于积雪减少导致的反照率反馈(SAF)的变化是青藏高原地表显著增暖的原因。SAF的增暖效应在冬季和春季表现得尤为明显;同时，云辐射强迫(CRF)的变化、地表感热和潜热通量(H+LE)的变化，以及土壤热量存储(Q)的变化有弱的冷却作用。这些结果表明了LW和SAF对于青藏高原地表加速升温起着重要作用。
　　通过对1958～2014年Ts的突变分析，发现除青藏高原外，落基山脉和安第斯山脉的Ts也在1998年显著增加。地表能量平衡方程诊断分析表明:LW对大地形Ts上升有着重要作用，而CRF的变化对春夏季的落基山脉以及对北半球夏秋季安第斯山脉的显著增温也有较大程度的贡献。落基山脉增暖最强的季节是夏季，其次是秋季，LW对增暖的贡献最大。安第斯山脉在北半球冬春季，LW是增暖的最大贡献项，同时CRF有较大的降温作用，H+LE也使地表降温，因而从全年来看安第斯山脉增暖的季节差异不大。对整层水汽的垂直积分变化的分析还表明，大气含水量变化与LW和Ts存在密切联系，是1998年之后全球大地形显著增暖的重要贡献因子。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究进展

1．2．1 高原气候突变的特征

1．2．2 高原增暖随高度的依赖性及其原因

1．2．3 长波辐射和地表反照率对增暖的影响

1．3 问题的提出

1．4 本文主要研究内容

2．1 资料说明

2．2 方法简介

2．2．1 地表能量平衡方程

2．2．2 感热计算的总体动力学方法

2．2．3 线性相关法

2．2．4 气候突变检验方法

第三章 基于台站观测资料的青藏高原气候变化特征

3．1 高原气候变化长期趋势

3．2 高原气候变化空间分布特征

3．3 本章小结

第四章 青藏高原快速增温对应的地表能量平衡变化特征

4．1 青藏高原再分析资料和观测资料的对比

4．2 青藏高原地表温度突变年的检验

4．3 青藏高原地表能量平衡方程的计算结果分析

4．3．1 高原及其周边地区增暖及其贡献项的空问分布

4．3．2 与积雪相联系的地表反照率反馈的变化和整层气柱的水汽变化

4．3．3 同纬度地区不同经度上增暖及各贡献项的季节循环

4．4 本章小结

第五章 落基山脉和安第斯山脉的地表能量平衡变化特征

5．1 全球地表温度突变年和全球三大地形地表增温分析

5．2 三大地形地表能量收支和不同物理过程相对重要性分析

5．3 增暖与向下长波辐射及水汽变化关联的分析

5．4 本章小结

第六章 全文总结与讨论

6．1 全文总结

6．1．1 高原台站资料地表气候变化特征

6．1．2 高原快速增温对应的地表能量平衡变化特征

6．1．3 落基山脉和安第斯山脉地表能量平衡变化特征

6．2 本文特色与创新点

6．3 研究展望

参考文献

致谢

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