ENSO与COWL对全球气温影响分析研究

摘要

近百年以来，地球正经历一个持续不断的升温趋势。一些科学家认为未来50到100年这种温度上升趋势将持续下去，这一情况将会给全世界的生态和经济带来重大的影响，将会给人类生的存和发展带来巨大的威胁和挑战。全球变暖的成因十分复杂，目前大多认为主要有三种因素在起作用：一是人类活动产生的温室气体造成的温室效应增强；二是自然因素的作用，主要包括火山气溶胶和太阳辐射的影响；三是气候系统内部变率的影响，如ENSO、COWL等。分析各个因子对全球气温变化的影响效果有助于分析和预测全球气温变化趋势。
　　本篇论文的重点是要实现ENSO与COWL因子从全球气温时间序列中分离出来。在进行分离建模之前，首先我们先要结合以往观测数据来把握全球气温变化与ENSO与COWL的关联性。第一，在分析ENSO对全球气温变化的影响时我们借助的是最优分割法和多通道奇异谱分析（MSSA）等方法。结果发现:全球气温变化的阶段性与ENSO的年际及年代际准周期振荡有较为明显的关联；全球气温与厄尔尼诺分区海温的年际变率存在着准周期为4年和2年的显著的耦合振荡。第二，COWL是cold oceans–warm land的缩写，在冬季北半球高纬度地区，表面西风异常强烈的月份,将会有更强的热量对流（温暖的海洋气团移动到寒冷的大陆上和寒冷的大陆气团移动到温暖的海洋上），由于大陆的热容量比海洋低,因此陆地的升温超过了海洋的降温,所以在这样的月份全球平均温度比实际上要高。在表面西风较弱的月份，反映到全球平均温度上则显现出相反的情况。这一特性便会对全球气温变化产生影响，我们通过建立耦合模型来分析COWL模式的特性，主要包括其物理机制、季节依赖性以及地域依赖性等。
　　在进行了相关分析之后，我们使用低通滤波的方法来分析气候系统内部变率因素中ENSO以及COWL因子对全球气温演变趋势的影响。一是建立分离模型将ENSO和COWL因子从全球月平均气温时间序列中分离出来得出时间序列；二是将其与原时间序列进行对比，分析ENSO与COWL因子在全球气温变化工程中所起到的作用。通过一系列分析研究，我们可以得出以下结论： ENSO对全球气温的影响体现在其年际变化上,同时COWL对全球气温的影响则主要与月份相关，二者对近百年来全球温度变化的长期趋势和年代际变率贡献不大，而全球气温变化的长期趋势在很大程度上受温室效应的影响。

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1 引言

1.1 背景

1.2 研究现状

1.3 ENSO和COWL因子综述

2 温室效应增强对全球气温的影响

2.1 温室气体与温室效应

2.2 温室效应增强与气候变化

2.3 小结

3 ENSO对全球气温的影响

3.1 ENSO因子概述

3.2 资料和分析方法

3.3 全球变暖的阶段性

3.4 全球大气与 ENSO 关系的探讨

4 COWL模式对全球气温的影响

4.1 COWL因子概述

4.2 方法的数学描述

4.3 COWL模式的模拟

4.4 COWL模式的物理机制

5 ENSO和COWL因子的分离

5.1 分离目的

5.2 分离模型的建立

5.3 模型结果分析

5.4 小结

6 结论与展望

6.1 温室效应对全球气温变化的影响

6.2 ENSO对全球气温变化趋势的影响

6.3 COWL对全球气温变化的影响

6.4 总结

6.5 展望

参考文献

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