中國東北夏季極端高溫變化及其與北大西洋海表溫度異常的聯(lián)系
發(fā)布時間：2021-10-24 08:28
本文基于CN05.1中國氣溫觀測數據集、ERA-Interim再分析資料、OISST海溫資料以及CMIP6模式結果等資料,首先利用層次聚類算法對中國東北夏季極端高溫事件的大氣環(huán)流進行分型,并以此將極端高溫事件歸類,分析了中國東北夏季各類極端高溫事件發(fā)生前的大氣環(huán)流演變,探討了各類極端高溫事件的變化特征及其與北大西洋海表溫度異常的聯(lián)系,最后利用CIMP6的3個模式結果預估了全球變暖SSP245情景下中國東北地區(qū)夏季極端高溫的分類及其變化,得出如下主要結論:（1）中國東北夏季極端高溫事件可分為三類,即西風型、阻塞型和波列型極端高溫事件。這三類極端高溫事件的主要環(huán)流特征為:西風型高溫事件的主要環(huán)流特征為極渦偏強,淺脊在準平直西風引導下在西風帶內東移,當反氣旋異�？刂浦袊鴸|北地區(qū)上空時,形成高溫天氣;阻塞型極端高溫事件的主要環(huán)流特征為烏拉爾山阻塞高壓偏強,中國東北地區(qū)位于高壓脊前,西北氣流下沉加熱,導致中國東北地區(qū)高溫;波列型極端高溫事件的環(huán)流主要特征為歐亞大陸上空為“+-+”波列型環(huán)流異常,中國東北地區(qū)受反氣旋環(huán)流異常控制形成極端高溫。影響波列型極端高溫事件的關鍵海區(qū)為北大西洋熱帶海域,超前...
【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省
【文章頁數】：58 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
東北區(qū)域(被分為9個5°×5°的網格)
南京信息工程大學碩士學位論文12圖3.1(a)中國東北高溫事件爆發(fā)當天500hPa位勢高度異常場的層次聚類樹。(b)西風型極端高溫事件當天500hPa位勢高度場(等值線)及其距平場(填色，黑色打點區(qū)域通過95%置信度檢驗。)的合成。(c),(d)同(b)，分別為阻塞型和波列型極端高溫事件分析三類極端高溫事件的環(huán)流演變過程有助于發(fā)現極端高溫事件出現的前期信號，圖3.2對三類高溫事件爆發(fā)4天前，2天前和爆發(fā)當天的300hPa位勢高度異常進行了合成。西風型極端高溫事件發(fā)生前，300hPa位勢高度異常較弱，歐洲及西亞上空為一個較弱的“+-+”波列結構，爆發(fā)前2天至爆發(fā)當天，波列結構逐漸發(fā)展加深，在西風帶內西風氣流的引導下東移，反氣旋異�？刂圃谥袊鴸|北上空，在此類極端高溫事件發(fā)展過程中，中高緯度始終處于準平直的西風氣流控制，沒有較強的槽脊系統(tǒng)。阻塞型極端高溫事件發(fā)生前，烏拉爾山上空高壓脊發(fā)展，位勢高度正異常不斷加強并向東伸展，爆發(fā)前2天，東西伯利亞上空有反氣旋異常分裂并逐漸向東南移動，在高溫事件爆發(fā)當天控制東北區(qū)域上空。波列型極端高溫事件發(fā)生時，歐亞大陸上空為兩槽一脊型環(huán)流，歐州及日本北部受高壓脊控制，西伯利亞區(qū)域上空為低壓槽，從爆發(fā)前4天到爆發(fā)當天，低壓槽不斷加深并向東擠壓，槽前形成反氣旋環(huán)流異常，構成一個“+-+”的波列型環(huán)流異常結構，歐洲上空與中國東北上空為正高度異常，西伯利亞地區(qū)上空為負高度異常，從而造成中國東北地區(qū)高溫。
第三章中國東北夏季極端高溫的分類及其與北大西洋海表溫度異常的聯(lián)系13圖3.2中國東北三類極端高溫事件爆發(fā)4天前至當天的300hPa位勢高度(等值線)及位勢高度異常(填色，黑色打點區(qū)域通過95%置信度檢驗。)演變：(a)-(c)為西風型極端高溫事件；(d)-(f)為阻塞極端高溫事件；(g)-(i)為波列型極端高溫事件為進一步從動力學角度分析中國東北地區(qū)這三類極端高溫事件的演變機制，本文使用T-N波作用通量診斷分析了這三類極端高溫事件爆發(fā)四天前至當天的波活動過程(圖3.3)。計算T-N波通量時選取的背景場為38年同期的氣候平均流常擾動場體現的是排除該時期平均的定常波以后的瞬變波部分。三類極端高溫事件過程中的瞬變波活動表現出一個共同點，即瞬變波的活動主要沿北路西風帶波動，該瞬變波列調控了北支西風帶長波活動，主要表現為調控了槽脊演變。尤其是瞬變波通量方向即能量傳播方向的經向分量，對槽脊系統(tǒng)的強弱和演變起重要調控作用。對于西風型極端高溫事件發(fā)生前，東歐上空擾動迅速加強，能量不斷向下游傳播，使得新疆北部的弱擾動東移發(fā)展形成淺脊，高溫爆發(fā)當天，東北處于反氣旋環(huán)流異常控制。阻塞型極端高溫事件形成過程與另外兩類不同。阻塞系統(tǒng)位于歐亞大陸北部，中心位于新地島上空附近區(qū)域，阻塞系統(tǒng)位置穩(wěn)定，其西側的能量輸送使得阻塞不斷發(fā)展加強并從烏拉爾山東側沿脊線向東南傳播，在高溫事件當天的東北區(qū)域上空形成一個正位勢高度擾動。波列型極端高溫事件的波活動過程體現了明顯的波列特征。高溫爆發(fā)前4天到前2天，歐洲上空的擾動不斷接收來自大西洋區(qū)域的能量輸送，歐洲上空的高壓脊得到發(fā)展，能量從歐洲上空的正擾動區(qū)域向下游傳播。使得西伯利亞平原上空的負擾動不斷加深，造成低壓槽的加強，波動能量
【參考文獻】：
期刊論文
[1]1961—2014年我國地表溫度時空分布特征[J]. 高操,邢麗珠,趙曉涵,李成. 安徽農業(yè)科學. 2019(20)
[2]近60年中國不同氣候區(qū)極端溫度事件的時空變化特征[J]. 張大任,鄭靜,范軍亮,方智超,姬清元,袁葉子,劉文斐. 中國農業(yè)氣象. 2019(07)
[3]東北地區(qū)氣溫演變的一致性與局地性特征研究[J]. 侯依玲,劉鳴彥,趙春雨,王濤. 氣象與環(huán)境學報. 2019(02)
[4]中國大陸夏季高溫熱浪事件的特征及兩類El Ni?o事件對其影響[J]. 李艷,馬百勝,楊宣,張金玉. 蘭州大學學報(自然科學版). 2018(06)
[5]我國南方盛夏氣溫主模態(tài)特征及其與海溫異常的聯(lián)系[J]. 袁媛,丁婷,高輝,李維京. 大氣科學. 2018(06)
[6]1961—2015年東北區(qū)域最高與最低氣溫演變的氣候特征[J]. 侯依玲,劉鳴彥,張海娜,趙春雨. 氣象與環(huán)境學報. 2018(05)
[7]中國東北暖季氣溫變化特征及其與海溫和大尺度環(huán)流的關系[J]. 莊園煌,張井勇,王遠皓,吳凌云. 氣候與環(huán)境研究. 2018(04)
[8]1960-2016年秦嶺—淮河地區(qū)熱浪時空變化特征及其影響因素[J]. 李雙雙,延軍平,楊賽霓,胡書山,趙怡. 地理科學進展. 2018(04)
[9]中國夏季熱浪持續(xù)天數的年際變化及環(huán)流異常分析[J]. 聶羽,韓振宇,韓榮青,丁婷. 氣象. 2018(02)
[10]1961—2014年中國高溫熱浪變化特征分析[J]. 沈皓俊,游慶龍,王朋嶺,孔磊. 氣象科學. 2018(01)
本文編號：3454945
【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省
【文章頁數】：58 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
東北區(qū)域(被分為9個5°×5°的網格)
南京信息工程大學碩士學位論文12圖3.1(a)中國東北高溫事件爆發(fā)當天500hPa位勢高度異常場的層次聚類樹。(b)西風型極端高溫事件當天500hPa位勢高度場(等值線)及其距平場(填色，黑色打點區(qū)域通過95%置信度檢驗。)的合成。(c),(d)同(b)，分別為阻塞型和波列型極端高溫事件分析三類極端高溫事件的環(huán)流演變過程有助于發(fā)現極端高溫事件出現的前期信號，圖3.2對三類高溫事件爆發(fā)4天前，2天前和爆發(fā)當天的300hPa位勢高度異常進行了合成。西風型極端高溫事件發(fā)生前，300hPa位勢高度異常較弱，歐洲及西亞上空為一個較弱的“+-+”波列結構，爆發(fā)前2天至爆發(fā)當天，波列結構逐漸發(fā)展加深，在西風帶內西風氣流的引導下東移，反氣旋異�？刂圃谥袊鴸|北上空，在此類極端高溫事件發(fā)展過程中，中高緯度始終處于準平直的西風氣流控制，沒有較強的槽脊系統(tǒng)。阻塞型極端高溫事件發(fā)生前，烏拉爾山上空高壓脊發(fā)展，位勢高度正異常不斷加強并向東伸展，爆發(fā)前2天，東西伯利亞上空有反氣旋異常分裂并逐漸向東南移動，在高溫事件爆發(fā)當天控制東北區(qū)域上空。波列型極端高溫事件發(fā)生時，歐亞大陸上空為兩槽一脊型環(huán)流，歐州及日本北部受高壓脊控制，西伯利亞區(qū)域上空為低壓槽，從爆發(fā)前4天到爆發(fā)當天，低壓槽不斷加深并向東擠壓，槽前形成反氣旋環(huán)流異常，構成一個“+-+”的波列型環(huán)流異常結構，歐洲上空與中國東北上空為正高度異常，西伯利亞地區(qū)上空為負高度異常，從而造成中國東北地區(qū)高溫。
第三章中國東北夏季極端高溫的分類及其與北大西洋海表溫度異常的聯(lián)系13圖3.2中國東北三類極端高溫事件爆發(fā)4天前至當天的300hPa位勢高度(等值線)及位勢高度異常(填色，黑色打點區(qū)域通過95%置信度檢驗。)演變：(a)-(c)為西風型極端高溫事件；(d)-(f)為阻塞極端高溫事件；(g)-(i)為波列型極端高溫事件為進一步從動力學角度分析中國東北地區(qū)這三類極端高溫事件的演變機制，本文使用T-N波作用通量診斷分析了這三類極端高溫事件爆發(fā)四天前至當天的波活動過程(圖3.3)。計算T-N波通量時選取的背景場為38年同期的氣候平均流常擾動場體現的是排除該時期平均的定常波以后的瞬變波部分。三類極端高溫事件過程中的瞬變波活動表現出一個共同點，即瞬變波的活動主要沿北路西風帶波動，該瞬變波列調控了北支西風帶長波活動，主要表現為調控了槽脊演變。尤其是瞬變波通量方向即能量傳播方向的經向分量，對槽脊系統(tǒng)的強弱和演變起重要調控作用。對于西風型極端高溫事件發(fā)生前，東歐上空擾動迅速加強，能量不斷向下游傳播，使得新疆北部的弱擾動東移發(fā)展形成淺脊，高溫爆發(fā)當天，東北處于反氣旋環(huán)流異常控制。阻塞型極端高溫事件形成過程與另外兩類不同。阻塞系統(tǒng)位于歐亞大陸北部，中心位于新地島上空附近區(qū)域，阻塞系統(tǒng)位置穩(wěn)定，其西側的能量輸送使得阻塞不斷發(fā)展加強并從烏拉爾山東側沿脊線向東南傳播，在高溫事件當天的東北區(qū)域上空形成一個正位勢高度擾動。波列型極端高溫事件的波活動過程體現了明顯的波列特征。高溫爆發(fā)前4天到前2天，歐洲上空的擾動不斷接收來自大西洋區(qū)域的能量輸送，歐洲上空的高壓脊得到發(fā)展，能量從歐洲上空的正擾動區(qū)域向下游傳播。使得西伯利亞平原上空的負擾動不斷加深，造成低壓槽的加強，波動能量
【參考文獻】：
期刊論文
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[6]1961—2015年東北區(qū)域最高與最低氣溫演變的氣候特征[J]. 侯依玲,劉鳴彥,張海娜,趙春雨. 氣象與環(huán)境學報. 2018(05)
[7]中國東北暖季氣溫變化特征及其與海溫和大尺度環(huán)流的關系[J]. 莊園煌,張井勇,王遠皓,吳凌云. 氣候與環(huán)境研究. 2018(04)
[8]1960-2016年秦嶺—淮河地區(qū)熱浪時空變化特征及其影響因素[J]. 李雙雙,延軍平,楊賽霓,胡書山,趙怡. 地理科學進展. 2018(04)
[9]中國夏季熱浪持續(xù)天數的年際變化及環(huán)流異常分析[J]. 聶羽,韓振宇,韓榮青,丁婷. 氣象. 2018(02)
[10]1961—2014年中國高溫熱浪變化特征分析[J]. 沈皓俊,游慶龍,王朋嶺,孔磊. 氣象科學. 2018(01)
本文編號：3454945
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