全球变暖对热带大气季节内振荡影响的数值模拟

【摘要】：本文从观测分析和数值模拟两个方面入手分析了热带大气季节内振荡。首先利用1958～1999年ECMWF的era40逐日再分析资料分析热带大气季节内振荡的时空特征变化;进而与IPCC第四次评估报告中的六个耦合模式模拟的热带大气季节内振荡的时空特征进行了对比分析,评估模式对热带季节内振荡的模拟能力,及其全球变暖对热带季节内振荡可能的影响。在研究过程中,运用了各种综合诊断方法(功率谱分析、Lanczos滤波、时空谱分析、自然正交函数分析、合成分析等),并采取了实测资料和数值模拟相结合的方法,从而对热带大气季节内振荡进行了全面的研究。得到如下主要结论: (1)通过功率谱分析发现,由于大气中的CO_2浓度增加所导致的全球增暖,使得大气低频振荡有分别向更高频率和更低频率两极分化的趋势。 (2)为了定量反映ISO的活动强度,选择热带地区200hPa纬向风季节内变化的方差作为ISO指数,研究发现全球变暖背景下,ISO的活动强度有所加强,ISO指数的变化幅度也增加,说明后20年中ISO活动更加活跃:且ISO季节变化明显,冬、春季强,夏、秋季弱。ISO的年际变化与热带东太平洋的SST关系密切,ISO在El Nino事件发生期间出现减弱的倾向。 (3)通过分析20～100天带通滤波后200hPa纬向风解释总方差的百分比的空间分布及对EOF分解得到的第一特征向量,发现近20年ISO的活跃空间分布变化不大,但在后20年中,印度洋及孟加拉湾地区ISO的强度明显加大,说明随着全球温度的升高,使得印度洋及孟加拉湾地区的ISO活动对整个大气运动来说显得越发重要了。 (4)对200hPa纬向风做空间-时间功率谱计算,反映出ISO以东传的纬向1～2波为主,也有西传成分,以2～4波为主,但其能量值远远小于东传部分,后20年纬向风的能量更集中于1～3波,而小于30天的高频成分有加强的倾向。 (5)通过比较模式对气候平均态的模拟,发现六个耦合系统模式都较准确 【关键词】：全球变暖 热带大气季节内振荡(ISO) 耦合模式 IPCC第四次评估报告
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P435
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第一章 绪论13-26
• 1.1 引言13-14
• 1.2 热带大气季节内振荡(ISO)研究回顾14-19
• 1.3 研究的科学意义19-22
• 1.4 本文的目的和研究内容22-26
• 第二章 资料和方法26-30
• 2.1 资料26
• 2.2 模式介绍26-29
• 2.3 分析方法29-30
• 第三章 全球变暖对热带大气季节内振荡的影响(1)：观测资料分析与耦合模式FGOALS数值模拟30-48
• 3.1 气候平均态的模拟30-31
• 3.2 ISO的周期31-32
• 3.3 ISO的强度及季节变化特征32-33
• 3.4 ISO的年际变化特征及与ElNino的关系33-34
• 3.5 ISO的空间结构34-36
• 3.5.1 ISO的空间分布特征34-35
• 3.5.2 ISO的EOF分解35-36
• 3.6 ISO的时空谱结构及其传播36-37
• 3.7 小结37-48
• 第四章 全球变暖对热带大气季节内振荡的影响(2)：IPCC耦合模式比较分析48-83
• 4.1 模式气候平均态的模拟49
• 4.2 ISO的周期变化49-50
• 4.3 ISO的强度及季节变化特征50-51
• 4.4 ISO的年际变化特征与EI Nino的关系51-52
• 4.5 ISO的时空谱结构及其传播变化52-53
• 4.6 ISO的空间结构变化53-55
• 4.7 小结55-83
• 第五章 总结和展望83-88
• 5.1 主要结论83-85
• 5.1.1 过去40年ISO的时空变化特征83-84
• 5.1.2 IPCC耦合模式模拟的ISO84-85
• 5.2 创新点85-86
• 5.3 对未来研究工作的展望86-88
• 参考文献88-100
• 附录1 Lanczos时间滤波器和时空功率谱方法简介100-105
• 附录2 在读期间学术论文撰写情况105

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