冬季大气环流异常对青藏高原春季积雪及表面温度的影响

论文摘要

次季节到季节尺度的气候预测特别是与洪涝相关的降水预测是短期气候预测中的难点。最近的研究表明,青藏高原春季陆地表面温度（LST）及积雪等陆面过程作为新的预报因子,可以帮助提升对下游夏季降水的预报技巧。因此,研究青藏高原春季积雪、表面温度及与大气环流的联系对理解高原的陆气相互作用及提高次季节至季节尺度的气候预测有重要的科学和实际意义。本文通过对比分析站点观测及卫星反演的高原积雪资料、表面温度资料、全球再分析资料和降水资料,利用统计分析、动力诊断等研究手段,在分析了高原积雪等陆面要素的气候特征以及变化趋势的基础上,研究了青藏高原春季陆地表面温度与冬春积雪及前期大气环流的联系,发现了中高纬环流——高原积雪——高原LST之间的联系与机制,探讨了引起高原春季地温及积雪异常的大气环流型与海冰、海表温度等外部强迫的关系。得到的主要结论如下:（1）青藏高原的雪季为十月至次年五月,其中十月至次年一二月为积雪增加的季节,二月至五月为减少的季节。在空间上,高原积雪主要集中在中东部、西北部及南部边缘地区,冬季气候态积雪日数约为10-15天/月,同时这些区域也是高原积雪年际变率较大的区域,其标准差通常可达气候态的一半。高原积雪的变化总体表现为下降趋势,但其变化在时空上均呈现出不均匀性。积雪减少趋势最明显的是六至九月,而在冬季,高原东部、东北部及南坡一部分区域的积雪却表现出增加的趋势。（2）高原前期冬春积雪是影响青藏高原春季表面温度的主要因素。当二至四月中东部积雪日数显著增加时,高原整体地表温度表现为显著的冷异常。研究进一步揭示了影响高原冬春积雪变化最主要的大气环流型。当二月的大气环流从极地至中纬度表现为负正负的经向准三极子型分布时,从极地激发的南北两支波列可以一直传播至高原上空相遇,为高原的冬季降雪带来动力和水汽条件,进而引起高原中东部二月至四月的积雪日数会显著增加。（3）研究揭示了上述建立起极地-高原联系的大气环流型本质是AO和WP的联合环流型。单独的AO正位相激发的波列无法传播至青藏高原,只有出现当太平洋呈现出WP负位相配合时,极地-北大西洋产生的波列才能沿南北两条路径传播到青藏高原上并形成气旋性环流,为高原降水提供了动力条件。同时负WP型在孟加拉湾形成向高原的水汽输送,为降水提供了水汽条件。该环流型引起的高原积雪变化通过土壤的记忆及反馈作用可将冬季的信号持续到春季,并通过高原的地温异常进一步影响下游的夏季降水。（4）研究进一步显示,上述建立起极地-高原联系的大气环流型与前期秋季北极海冰有显著的相关关系。当环流型正位相时,前期海冰显著增多;负位相则相反。同时该环流型与北大西洋SST三极子以及AMO也有显著的联系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 次季节至季节预测研究背景
•   1.2 陆面过程的作用
•   1.3 青藏高原
•     1.3.1 高原的机械作用
•     1.3.2 高原的热力作用
•     1.3.3 高原积雪的影响
•     1.3.4 地表温度的影响
•   1.4 现有问题与研究意义
•   1.5 论文结构
• 2 资料与方法
•   2.1 资料
•   2.2 方法
• 3 青藏高原积雪气候特征
•   3.1 高原积雪气候态特征
•   3.2 高原积雪变化趋势
•   3.3 小结
• 4 青藏高原表面温度与积雪及环流的联系
•   4.1 表面温度与积雪的关系
•   4.2 积雪与环流的关系
•   4.3 表面温度与环流的关系
•   4.4 环流场的物理意义
•   4.5 高原五月地温的异常表现
•   4.6 小结
• 5 环流—积雪—表面温度联系的物理机制
•   5.1 动力条件
•     5.1.1 低压槽
•     5.1.2 Rossby波列
•   5.2 水汽条件
•     5.2.1 相对湿度
•     5.2.2 水汽通量
•   5.3 高原降水异常
•   5.4 南支波列正负位相不对称现象
•   5.5 小结
• 6 环流异常与外强迫的联系
•   6.1 环流与海冰的联系
•   6.2 环流与SST的联系
•   6.3 环流与AMO的联系
•   6.4 小结
• 7 结论
•   7.1 总结
•   7.2 本文主要创新点
•   7.3 讨论及展望
• 致谢
• 参考文献
• 简历与科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邹涛

导师: 张洋

关键词: 青藏高原积雪,高原表面温度,北极高原波列,次季节变化

来源: 南京大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 南京大学

分类号: P461

总页数: 93

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