中国近海海表温度的年代际变化及其对全球变暖的响应

摘要

本文依据两种不同的观测数据:原始观测数据(HadSST3)和重构的观测数据(HadISST1),以及耦合模式比较计划(CMIP5, the fifth phase of the Coupled Model Intercomparison Project)中的八个模式数据,并与青岛和上海气象台观测的气温数据相比较,研究了中国近海海表温度(SST)过去百年的变化趋势,探讨了上世纪后20年SST年代际变化成因,预估了未来SST变化趋势。得到如下具有一定创新性的成果:
　　依据HadSST3数据,过去100多年(1900-2006)中国近海SST的变化趋势为0.8oC,在东海要比南海高达1oC,整个中国近海SST长期变化的趋势最大出现在福建省沿岸,台湾海峡以西海域冬季可达1.8 oC。冬季SST的增暖趋势比夏季高。尽管依据HadSST1数据得到的SST变化趋势也具备冬季大于夏季的特点,但与上海、青岛气象台观测气温的变化趋势对比,证明HadSST1数据在重构的过程中出现误差。依据两种数据中国近海SST都出现1999年后增温停滞现象。
　　尽管八个气候模式的模拟结果中,中国近海在1900-2006年都有SST增暖的现象,但主要表现为上世纪后20年增暖明显,增暖大约在0.4 oC/20年左右。东中国海(尤其是东海黑潮区),SST升高的主要原因是海洋平流热输送的增加,这与太平洋年代际变化有密切的联系;在南海南部,在SST上升的同时,大气调整导致的感热与潜热释放减少是SST增暖的主要原因;在南海北部,SST持续上升是海面长波辐射减少,大气调整导致潜热释放减少和黑潮加强导致的热输送加强这3个因素共同作用的结果。
　　在RCP4.5的排放情景下,整个中国近海SST从2006年到2055年增长1oC左右。SST持续升温的主要原因是对应的大气调整导致大气潜热释放的减少。
　　以上对比分析证明了中国近海SST在年代际时间尺度上的变化主要取决于海洋动力过程带来的热平流效应,而作为对温室气体强迫响应的SST长期持续增温主要是由于大气调整导致的海面热通量的变化。

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1 前言

1.1 序言

1.2 中国近海海温的气候特征

1.3 中国近海 SST 增暖特征及机制研究的回顾

1.4 本文拟解决的科学问题和内容安排

2 资料与方法介绍

2.1 资料介绍

2.2 资料处理方法

3 20 世纪中国近海海表温度的长期变化

3.1 HadSST3 数据资料在全球和近海的观测密度

3.2 重构的 HadISST1 数据与原始观测的 HadSST3 数据的比较

3.3 本章小结

4 20 世纪后 20 年中国近海海表温度持续增温的成因

4.1 中国近海 SST 长期增暖的基本特征

4.2 20 世纪后 20 年各海区 SST 增暖的成因

4.3 本章小结

5 未来中国近海海表温度的变化趋势及成因

5.1 未来 SST 长期增暖的基本特征

5.2 未来 50 年各海区 SST 增暖的成因

5.3 本章小结

6 总结与结论

参考文献

致谢

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