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北美偶极子和北大西洋涛动的异同性研究

2020-12-08阅读(799)

北美偶极子和北大西洋涛动的异同性研究

论文摘要

厄尔尼诺-南方涛动（El Ni?o-Southern Oscillation,简称ENSO）现象是热带太平洋地区年际气候变化中的最强信号,其预报、预测一直是研究的重难点之一。本文基于1979-2016年NCEP-NCAR大气再分析资料、ERSST v3b海表面温度资料、CMAP降水资料以及模式资料,通过经验正交函数分解、相关分析、合成分析等方法,从热带外海-气系统影响ENSO可预报性的角度出发,探究了北大西洋上的两个海-气耦合模态北美偶极子（North American dipole,简称NAD）和北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation,简称NAO）在时间变率、空间分布和气候影响等方面的差异和联系。旨在为今后建立更加完善的热带外海-气前兆信号影响ENSO预报的统计模型,为提升ENSO预报水平提供重要参考。本文主要结论如下:（1）时间变率上,NAD和NAO呈现明显季节变化特征,两者均在冬季获得最大变率。此外,NAD有独特的时间变率,它的发生并不完全伴随着NAO的发生。空间分布上,冬季NAD的空间分布位置比NAO的更偏西偏南。对冬季北大西洋至北美地区标准化的海平面气压场做EOF分析,发现第一模态呈现NAD的分布特征;移除NAO和ENSO信号后,第一模态仍呈现NAD的分布特征,说明NAD的存在并不依赖于NAO和ENSO。（2）气候影响上,对北大西洋地区,NAD对热带北大西洋地区（northern tropical Atlantic,简称NTA）温度和降水影响比NAO对NTA地区的影响更为显著;对北太平洋地区,NAD能够更有效地激发副热带东北太平洋（northeastern subtropical Pacific,简称NESP）地区反气旋环流并导致其海温异常增暖,海温异常在随后的季节向赤道方向延伸,并在秋季到达赤道中太平洋地区,最终导致了中太平洋（Central–Pacific,简称CP）型El Ni?o事件。而NAO对NESP地区影响较弱,因此不能导致CP型El Ni?o事件的发生。NAD与CP型El Ni?o事件的联系更密切的可能原因:一是NAD的位置更接近于NTA地区,可以通过间接影响NTA地区的海温,从而强迫出NESP地区反气旋环流导致其海温异常,进而影响CP型El Ni?o事件的发生;二是NAD的位置更接近于北太平洋,能直接对NESP的海温和环流产生影响。此外,研究指出当NAD和NAO信号相同的时候,NAO与ENSO的联系增强,说明NAD可能是联系NAO和ENSO的一个重要桥梁。（3）CMIP5模式对空间特征模拟上,大部分模式都能很好地模拟出冬季北大西洋–北美区域海平面气压场EOF中NAD的空间分布特征,但是对于移除NAO和ENSO信号之后的NAD空间分布特征模拟相对较弱。气候影响上,大部分模式能模拟出NAD比NAO能够更有效地对北大西洋NTA地区产生影响,与观测结果相一致,但是模式对NAD影响北太平洋地区的模拟能力较弱。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究目的和意义
  •   1.2 热带外海-气系统对ENSO影响的研究进展
  •   1.3 北大西洋涛动的研究进展
  •     1.3.1 北大西洋涛动的定义
  •     1.3.2 北大西洋涛动的气候影响
  •     1.3.3 北大西洋涛动与ENSO的关系
  •   1.4 北美偶极子的研究进展
  •     1.4.1 北美偶极子的定义
  •     1.4.2 北美偶极子与ENSO的关系
  •   1.5 问题的提出
  •   1.6 研究内容和章节安排
  • 第二章 资料与方法
  •   2.1 资料
  •     2.1.1 NCEP/NCAR再分析资料
  •     2.1.2 CMAP降水资料
  •     2.1.3 ERSST v3b数据集
  •     2.1.4 NAD指数、NAO指数和Ni?o指数
  •     2.1.5 CMIP5模式数据
  •   2.2 方法
  •     2.2.1 经验正交函数分解
  •     2.2.2 相关分析
  •     2.2.3 合成分析法
  • 第三章 北美偶极子和北大西洋涛动的时空变化特征
  •   3.1 时间变化特征
  •     3.1.1 季节变化特征
  •     3.1.2 年际变化特征
  •   3.2 空间变化特征
  •   3.3 小结和讨论
  • 第四章 北美偶极子和北大西洋涛动的气候影响
  •   4.1 对北大西洋的影响
  •   4.2 对北太平洋的影响
  •   4.3 小结和讨论
  • 第五章 CMIP5模式模拟结果的分析
  •   5.1 引言
  •   5.2 空间分布
  •   5.3 气候影响
  •   5.4 小结与讨论
  • 第六章 总结和展望
  •   6.1 总结
  •   6.2 创新点
  •   6.3 展望
  • 参考文献
  • 作者在读期间科研成果简介
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 周雪婧

    导师: 丁瑞强,王伟

    关键词: 北美偶极子,北大西洋涛动,厄尔尼诺

    来源: 成都信息工程大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 气象学,海洋学

    单位: 成都信息工程大学

    分类号: P732

    DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000077

    总页数: 59

    文件大小: 7730K

    下载量: 16

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