太阳活动对青藏高原臭氧及东亚季风的影响

摘要

本文选用欧洲中心1979年～2015年ERA-interim再分析资料（海平面气压、纬向风速、位势高度以及臭氧总量和臭氧混合比资料），通过滑动平均、M-K突变检测、线性倾向估计等方法分析青藏高原臭氧的时空变化和不同东亚季风指数之间的异同;利用2005年～2015年夏季(JJA)微波临边探测器(MLS)逐日臭氧观测资料、2001年～2015年全大气气候通用模式(WACCM3)的臭氧总量和CCl3F、CCl2F2等输出资料，通过T检验、相关分析等方法分析高原臭氧的纬向偏差以及可能影响臭氧总量和低值区的原因。运用太阳数据分析中心提供的1979年～2015年的逐年太阳黑子数，基于自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)与合成分析探究太阳活动、青藏高原臭氧、东亚季风的关系，结果表明:青藏高原臭氧逐年回升，但未回到1979年的水平;年平均异常中心都集中在20hpa～50hpa附近;对流层中下层混合比与时间呈显著负相关;春季高原臭氧随时间显著减少但总量最多，秋季总量最少;夏季高原有臭氧低值区存在且有昼夜不对称性，并且光化学作用可能是形成低值区的一个原因;郭其蕴定义的东亚夏季风指数以及晏红明定义的综合类东亚冬季风指数在本文中更具代表性;通过周期信号对比，发现不同区间，青藏高原臭氧、东亚季风相位关系不同;1979年～1990年（1996年～2015年）的太阳活动相对强年，太平洋北部海平面气压升高（降低）比东亚大陆明显，大陆冷高压偏低（高），东亚冬季风较弱（强），说明太阳活动影响东亚冬季风变化。2006年～2015年的高原臭氧相对强年，乌拉尔山上空和亚洲东部低槽发展，我国大部分地区温度负异常，东亚夏季风偏弱，说明青藏高原臭氧影响东亚夏季风变化。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 太阳活动对青藏高原臭氧影响的研究进展

1．2．2 太阳活动对东亚季风影响的研究进展

1．2．3 青藏高原臭氧和东亚季风相互作用的研究进展

1．3 主要研究内容和章节安排

第二章 资料与方法

2．1 资料

2．1．2 MLS卫星资料

2．1．3 太阳黑子数R

2．1．4 WACCM3模式资料

2．2 方法

2．2．1 滑动平均

2．2．2 曼-肯德尔(Mann-Kendall)法

2．2．3 线性倾向估计

2．2．4 自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)

第三章 青藏高原臭氧的时空变化特征

3．1 青藏高原臭氧总量的年际变化特征

3．1．1 青藏高原臭氧总量的年变化分析

3．1．2 青藏高原臭氧总量的趋势变化分析

3．2 青藏高原臭氧空间变化特征

3．2．1 青藏高原各层臭氧的年变化

3．2．2 青藏高原各层臭氧的趋势变化分析

3．2．3 青藏高原各层臭氧的纬向偏差分析

3．3 本章小结

第四章 东亚季风指数的分类计算及其年际变化特征

4．1 各类表征东亚夏季风变化指数的比较

4．1．1 郭其蕴定义的东亚夏季风指数(海陆气压差类)

4．1．2 李建平等定义的东亚夏季风指数(季节风向类)

4．1．3 张庆云等定义的东亚夏季风指数(纬向风差异类)

4．1．4 黄刚等定义的东亚夏季风指数(环流特征类)

4．1．5 小结

4．2 各类表征东亚冬季风变化指数的比较

4．2．1 郭其蕴定义的东亚冬季风指数(海陆气压差类)

4．2．2 朱艳峰定义的东亚冬季风指数(风场特征类)

4．2．3 龚道溢等定义的东亚冬季风指数(高压特征类)

4．2．4 晏红明等定义的东亚冬季风指数(环流特征类)

4．2．5 晏红明等定义的东亚冬季风指数(综合类)

4．2．6 小结

4．3 本章小结

第五章 太阳活动、青藏高原臭氧和东亚季风的关系

5．1 太阳活动和高原臭氧的关系

5．1．1 太阳活动的年际变化

5．1．2 青藏高原臭氧的周期性

5．1．3 太阳活动和青藏高原臭氧年际变化关系

5．1．4 太阳对青藏高原臭氧低值区昼夜变化的影响

5．1．5 太阳影响青藏高原臭氧的化学机制

5．2 太阳活动和东亚季风的关系

5．2．1 东亚季风的周期性

5．2．2 太阳活动与东亚季风的年际变化关系

5．2．3 太阳活动影响东亚季风的机制

5．3 青藏高原臭氧和东亚季风的关系

5．3．1 青藏高原臭氧和东亚季风的关系

5．3．2 青藏高原臭氧影响东亚季风的机制

5．4 太阳活动、高原臭氧以及东亚季风的关系

5．5 本章小结

第六章 结果与讨论

6．1 主要结论

6．2 创新点

6．3 讨论与展望

参考文献

作者简介

致谢