近30多年中国东北地区春季寒潮的年代际变化及其可能原因

摘要

利用1979-2011年中国东北地区119站气温观测数据、NCEP/NCAR全球大气再分析资料、Hadley环流中心海表温度和海冰资料等，对东北春季寒潮的年代际变化特征及其大气环流特征进行了分析。在此基础上，通过分析海冰、海温与AO的年代际变化特征，对东北春季寒潮年代际变化的可能原因进行了探讨。利用1979-2005年的观测资料和BCC-CSM1-1-M模式在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5典型浓度路径下的模拟资料对2074-2100年东北地区春季寒潮变化特征情进行预估。分析结果表明:
　　(1)东北地区春季寒潮变化体现出全区一致性，寒潮的频次及强度在20世纪80年代末和21世纪初发生转折，20世纪90年代寒潮频次减少而强度增加，21世纪初寒潮频次有所回升但强度减弱。20世纪80年代冷空气源地多为新地岛附近。20世纪90年代来自新地岛地区的冷空气明显减少，而来自格陵兰岛地区的冷空气增多。
　　(2)新地岛附近海冰的变化是导致东北寒潮频次和强度变化的可能原因之一。前期海冰与高纬SLP呈正相关，而与东亚大槽则呈负相关。所以，当20世纪80年代前期海冰偏多时，高纬SLP偏高，东亚大槽偏弱，冷空气频次增加，强度减弱。反之，当20世纪90年代前期海冰偏少时，高纬SLP偏低，东亚大槽偏强，强度增加，冷空气频次减少，尤其是来自新地岛的冷空气明显减少。而21世纪初海冰的下降趋势减缓，寒潮频次又有所增加，强度减弱。
　　(3)北大西洋海温在20世纪90年代的分布以“负正负”三极子模态为主，60°N附近的西风分量和欧洲西岸的北风分量在此处形成一个反气旋式环流，有助于将格陵兰岛的冷空气输送进欧亚大陆。
　　(4)20世纪90年代AO以正位相为主，高纬地区SLP偏弱而中纬地区SLP偏强，这种SLP的空间分布特征不利于冷空气的南下，寒潮频次减少。而20世纪80年代AO为负位相时，会激发一个南北向的波列，使得冷空气更趋向于东北-西南走向。
　　(5)在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三个典型浓度路径下，2074-2100年东北地区春季寒潮频次相对于历史时期均偏少，寒潮强度相对于历史时期则无明显变化。在RCP2.6典型浓度路径下，来源于新地岛以东的冷空气可能较多，而在RCP4.5和RCP8.5典型浓度路径下，冷空气的源地更大可能位于格陵兰岛附近，来自新地岛的冷空气将明显减少。

目录

声明

摘要

1．1 研究意义

1．2 研究进展

1．2．1 经典寒潮理论

1．2．2 寒潮活动变化特征

1．2．3 寒潮活动的变化机理

1．3 问题的提出

1．4 论文研究内容

1．5 论文的创新点

2．1 资料

2．2 寒潮定义标准

2．3 寒潮路径追踪方法

2．4 统计分析方法

2．4．1 经验正交函数(EOF)分解

2．4．2 曼-肯德尔(Mann-Kendall)检验

2．4．3 Pearson相关系数

2．4．4 T检验

第三章 东北地区春季寒潮的年代际变化特征及其大气环流特征

3．1 东北地区春季寒潮的年代际变化特征

3．2 不同年代寒潮爆发前后大气环流的日平均特征

3．3 不同年代的大气环流特征

3．4 本章小结

第四章 东北地区春季寒潮年代际变化的可能成因

4．1 新地岛地区海冰变化对东北地区春季寒潮的影响

4．1．1 东北地区春季寒潮频次变化与SAT的关系

4．1．2 东北地区春季寒潮活动变化与海冰的关系

4．1．3 影响寒潮的关键区海冰与大气环流的关系

4．2 北大西洋海温变化对东北地区春季寒潮的影响

4．3 北极涛动对东北地区春季寒潮的影响

4．4 本章小结

第五章 未来东北地区春季寒潮变化的预估

5．1 预估方法

5．2 BCC-CSM1-1-M模式对东北地区春季寒潮未来变化特征的预估

5．3 本章小结

第六章 总结与讨论

6．1 主要结论

6．2 问题与展望

参考文献

致谢

作者简介