最近50年中国北方极端低温和暴雪年代际变化及其可能成因

摘要

本文基于中国地面气候资料日值数据集降水、气温及格点再分析资料，采用相关分析、回归分析等统计方法对1961-2011年中国北方极端低温及其与北大西洋涛动(NorthAtlantic Oscillation，NAO)相关性的年代际变化和中国北方暴雪在年代际尺度上的变化特征及其可能成因进行了分析。主要结论如下: (1)最近50年中国北方冬季季节内冷日(夜)存在年代际变化:20世纪80年代中期前冷日(夜)频发，80年代中期后冷日(夜)少发。冷日(夜)与NAO相关性存在显著年代际变化，20世纪80年代中期前NAO异常对东北后冬冷日(夜)影响显著，80年代中期后影响不显著。通过环流场分析发现，东北1月冷日(夜)与NAO相关性的年代际变化，极大程度上与NAO相关环流系统的年代际变化有关。1969-1988年，NAO引起的大气环异常有利于冷涡等天气系统维持在贝加尔湖到中国东北一带，使东北地区气温偏低，冷日(夜)频发，东北极端低温与NAO的相关性较好。而1989-2009年，NAO引起的大气环流异常，不利于极地冷空气南下，使东北地区气温偏高，冷日(夜)少发，东北极端低温与NAO的相关性明显减弱。 (2)最近50年中国北方暴雪呈现增加趋势且存在明显的年代际变化:20世纪80年代中期前，北方暴雪少发;80年代中期后暴雪开始增多，2002-2011年暴雪频发。暴雪发生频次较高区主要位于东北，其空间分布表现为从西北到东南增加的态势，其时间序列同样存在明显的年代际变化:1964-1988年，东北暴雪处于少发期;2002-2011年，东北暴雪处于多发期。通过环流场分析发现，1964-1988年，向东北输送的水汽较少;但最近10年(2002-2011)，更多的水汽输送来自于西北太平洋，同时，偏北气流引导的极地冷空气与偏南风引导的太平洋暖湿水汽在东北地区汇合锋生，提供暴雪频发的动力条件，造成东北暴雪出现年代际增多。此外，研究发现东北暴雪的年代际变化与NAO存在紧密联系。 (3)最近50年秋季北极海冰呈现出显著的年代际变化:1964-1988年，为海冰偏多期;2002-2011年，为海冰偏少期，且北极海冰的年代际减少与东北暴雪的年代际增加存在很好的相关性。北极海冰异常偏少导致的大气环流异常主要表现为纬向西风的减弱和NAO负位相，导致经向活动增强，有利于极地冷空气向南入侵，造成中国北方极端低温的年代际变化;冷空气与暖湿水汽在东北地区汇合锋生，造成中国北方暴雪的年代际变化。因此，我们认为前期秋季北极海冰的减少是造成北方暴雪尤其是东北暴雪年代际增加的重要原因。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究目的和意义

1．2极端低温相关研究进展

1．3暴雪相关研究进展

1．4本文拟解决的问题

1．5研究内容和章节安排

第二章资料和方法

2．1资料介绍

2．2方法介绍

第三章中国北方极端低温的变化特征及与北大西洋涛动的关系

3．1中国北方极端低温的年代际变化特征

3．2中国北方极端低温与北大西洋涛动的联系

3．3东北极端低温与北大西洋涛动相关性的年代际差异

3．4本章小结

第四章中国北方暴雪变化特征及异常环流特征分析

4．1中国北方暴雪的空间变化特征

4．2中国北方暴雪的年代际变化特征

4．3东北暴雪年代际变化相关的异常环流特征分析

4．4本章小结

第五章东北暴雪年代际变化与北极海冰的联系

5．1北极海冰的变化特征

5．2北极海冰与东北暴雪在年代际尺度上的联系

5．3北极海冰影响东北暴雪的可能机制分析

5．4本章小结

第六章总结与展望

6．1本文主要结论

6．2讨论与展望

参考文献

致谢

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