北极Ny-Ålesund地区气候变化特征研究

摘要

北极地区的气候变化对全球气候系统具有重要的影响作用。相对于中低纬度地区来说，北极地区的增温速率更快，约是中低纬度地区的两倍，这种现象被称作―北极放大作用‖。北极地区的快速增温对北极地区的生态环境产生了很大的影响，包括海冰的快速消融、冻土融化以及当地植被和生物物种的变化等。未来的几十年北极地区有可能经历更大程度的变暖。因此研究北极地区的气候变化具有重要意义。
　　本文使用中国北极黄河站、德法联合AWIPEV站和挪威NPI站自动气象观测资料，对 Ny-?lesund地区近四十年来的气候特征进行了分析研究。总共包括四个项目，温度、相对湿度和比湿，气压、风向和风速。同时对 Ny-?lesund地区的极端天气进行了分析，并结合再分析资料对 Ny-?lesund地区的气候变化代表性进行分析，最后对 Ny-?lesund地区气候变化对大洋和大气环流的响应进行分析。结果表明：
　　（1）2005-2014年期间 Ny-?lesund地区年均气温为-3.3±0.7℃；该地区过去四十年间的升温速率为0.76±0.29℃/10a，是同期全球升温速率（0.17±0.03℃/10a）的4-5倍。
　　（2）2005-2014年期间年均相对湿度为75.9±1.0％，月均平均相对湿度的最高和最低值分别出现在8月和4月，比月均最高气温和最低气温滞后一个月；年均比湿为2.5±0.1g·kg-1，比湿上升速率为0.14±0.12g·kg-1/10a（1994-2010）。
　　（3）2005-2014年期间年均气压为1008.2±2.1hPa，5月平均气压最高，12月平均气压最低，气压日变化呈双峰双谷型。
　　（4）该地区风力较弱，2006-2013年间年均风速仅为3.3±0.3 m·s-1；由于受Svalbard群岛冰帽和冰川等地形特征的影响，Ny-?lesund地区全年盛行东南风。综上，该地区气候表现出典型的极地海洋性气候特征，冬季冰雪-夏季高寒苔原的特殊下垫面特征对其天气气候也有重要影响。
　　（5）Ny-?lesund地区的极端天气分析结果表明，近四十年极端寒冷时间减少，极端高温时间增多。总体来说，极端冷指数的变暖幅度要大于极端暖指数的变化；极端夜指数的变暖幅度要大于极端昼指数；极端最低温的变暖幅度大于极端最高温的变化。
　　（6）ERA-interim再分析资料在Ny-?lesund地区有着很好的适应性，并且Ny-?lesund的气候变化能较好的代表斯瓦尔巴德群岛的气候变化
　　（7）由大洋环流引起的海温异常及大气环流异常是Ny-?lesund地区气候变化的重要原因。

目录

声明

1绪论

1.1研究目的及意义

1.2研究进展

1.3 本文主要研究内容及结构安排

2资料与方法

2.1 资料介绍

2.2资料处理及方法介绍

3北极Ny-Alesund地区气候要素变化特征分析

3.1气温变化特征

3.2相对湿度和比湿变化特征

3.3气压变化特征

3.4风向和风速变化特征

3.5 本章小结

4北极Ny-Alesund地区极端天气分析

4.1 极端天气特征量极值变化

4.3极端天气特征量持续天数变化

4.4极端天气其他类型的变化

4.5 日均气温、日最高最低气温的概率密度函数变化

4.6 本章小结

5北极Ny-Alesund地区气候变化代表性

5.1气温的代表性

5.2比湿的代表性

5.3气压的代表性

5.4风速的代表性

5.5 本章小结

6北极Ny-Alesund地区气候变化对大洋和大气环流的响应

6.1 Ny-Alesund地区气候变化对大洋环流的响应

6.2 Ny-Alesund地区气候变化对大气环流的响应

6.3 本章小结

7结论与展望

7.1 主要结论

7.2不足与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文和参与课题情况

致谢