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《中国科学:地球科学》2021,(7)
通过分析1979～2019年ERA-Interim逐日再分析资料和大气环流模式试验,研究了格陵兰岛以西的巴芬湾-戴维斯海峡-拉不拉多海(Baffin Bay、Davis Strait和Labrador Sea, BDL)冬季海冰变化对格陵兰阻塞的调制作用及动力机制.结果表明,冬季BDL地区海冰较少、气温较高,有利于冬季格陵兰阻塞频繁发生,此时格陵兰阻塞维持时间较长且具有西移特征,这导致美国中东部地区极寒天气的频繁发生和加强.与此相反, BDL地区海冰较多、气温较低时,格陵兰阻塞西移减慢,维持时间较短,阻塞频率减少,主要导致欧洲北部降温. BDL海冰融化所引起的增暖能减弱北大西洋中高纬度纬向风和经向位涡梯度,导致格陵兰阻塞能量频散减小和非线性增加,此时背景条件有利于格陵兰阻塞的产生和维持,衰减变慢且向西移动加快.当BDL海冰偏多时,北大西洋中高纬度西风和位涡梯度增大,此时格陵兰阻塞的频散性增强而非线性减弱,抑制了格陵兰阻塞的发生和维持.一系列理想大气环流模式试验进一步证实上面的结果. 相似文献
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北极海冰的急剧消融在近年来欧亚大陆频发的低温事件中扮演着关键角色.秋季北极海冰的偏少对应着冬季欧亚大陆的低温天气,然而二者的联系在年代际和年际两种时间尺度上存在显著区别.本文运用1979—2012年哈德莱中心第一套海冰覆盖率(HadISST1)、欧洲中心(ERA_Interim)的2m温度、风场、海平面气压场、高度场等资料,分别研究了年代际和年际时间尺度上前期秋季北极海冰与欧亚冬季气温的联系.结果表明,欧亚和北极地区(0°—160°E,15°N—90°N)的冬季气温具有显著的年代际和年际变化.在年代际尺度上,温度异常分布在21世纪初由北极冷-大陆暖转为北极暖-大陆冷.这一年代际转折与前期秋季整个北极地区的海冰年代际减少联系密切.秋季北极全区海冰年代际偏少对应冬季欧亚大陆中高纬地区的高压异常,有利于北大西洋的暖湿气流北上和北极的冷空气南侵,造成北极暖-大陆冷的温度分布;在年际时间尺度上,温度异常分布主要由第一模态的年际变化部分和第二模态组成,且第一模态包含的年际变率信号也存在显著的年代际变化.年际尺度上全区北极海冰对欧亚冬季气温的影响远不及位于北冰洋西南边缘的巴伦支海、喀拉海和拉普捷夫海西部(30°E—120°E,75°N—85°N)的关键区海冰影响显著.关键区内海冰的偏少会引发冬季的北大西洋涛动负位相,导致北大西洋吹往欧亚大陆的暖湿气流减弱和欧亚大陆中高纬地区的气温偏低. 相似文献
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本文以拉格朗日观点分析北极涛动(Arctic Oscillation,AO),也被称为北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode,NAM)的指数异常事件中北极近地面冷气团的活动路径,直接地表现出了异常事件中冷气团运动的优势路径,从而反映出AO/NAM对地面气温的直接调控作用.在正AO/NAM指数异常事件中,极区近地面冷气团活动轨迹以纬向环流为主,表现为环绕北半球中高纬地区的冷气团活动轨迹特征明显.而在负AO/NAM指数异常事件中,极区冷气团以反气旋式轨迹流出极区后,流入中纬度海洋上的低气压区,这种由极区向中纬度地区流动的经向运动轨迹特点显著.并且在指数下降的中后期出现两种强烈影响欧亚大陆的运动轨迹.正负事件中冷气团运动轨迹很好地解释了传统公认的AO/NAM对北半球不同地区冬季气温的影响.特别是对中国冬季气温的影响上,正AO/NAM指数异常事件中的中低层冷气团活动有利于南支槽加深,进而为南方地区冰冻雨雪天气提供了有利条件;而负事件中的极地近地面冷气团可直接影响东北地区,形成寒潮降温天气. 相似文献
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2008年冬季（1月和2月）和2012年冬季均发生了较强的拉尼娜事件,但欧洲气候,尤其是西欧在这两年差异较大,2008年异常偏暖,而2012年却出现了极寒事件.诊断表明,大气环流异常是造成气候差异的直接原因.2008年冬季,北大西洋上空大气环流异常呈正位相的北大西洋涛动,有利于欧洲异常偏暖;2012年冬季,北大西洋和欧亚高纬阻塞的长期维持是西欧发生极端严寒的重要原因.通过数值试验,研究了前期海表热状况异常对大气的影响.结果表明：北大西洋海温异常能在一定程度上解释这两年欧洲各自的气候异常;尽管热带海温异常对2012年冬季的北大西洋环流形势和欧洲气候异常起一定的贡献,但不能解释2008年的情形;靠近欧洲的北极海冰异常偏少使得欧洲气候偏冷,对2008年的偏暖气候贡献为负,对2012年则有正贡献. 相似文献
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北极大气偶极子异常与冬季北极海冰运动 总被引：5，自引：0，他引：5
依据国际北极月平均浮冰观测资料(1979~1998)、美国国家环境预测中心和国家大气研究中心再分析资料(1960~2002), 研究了一个以前被忽略的大气环流异常——北极大气偶极子结构异常及其与冬季海冰运动的关系. 偶极子结构异常是冬季(10月~ 次年3月)70°N以北月平均海平面气压经验正交分析的第二个模态, 它解释了总方差的13%. 偶极子异常中心之一位于加拿大的北极地区, 另外一个中心位于欧亚大陆北部和西伯利亚边缘海区. 由于大气偶极子异常强的经向性, 它成为驱动北冰洋海冰和冷空气进入巴伦支海、北欧诸海以及北部欧洲的重要机制. 相似文献
6.
利用亚洲、欧洲及西太平洋边缘海地区台网114个数字地震台,搜集了400W～1800E,400S～800N范围内近万个地震事件,并从中挑选出1982～2006年间震级在5.0～7.0之间、震源深度小于100㎞的1800余个事件.经过筛选,共得到周期在8～200s之间10450余条质量较高的瑞利面波频散曲线,这些面波所通过的大圆路径很好地覆盖了欧亚大陆及西太平洋.本文首先对原始记录进行预处理,测定面波频散曲线,包括截取Rayleigh面波,进行频率时域分析等,以得到实际频散数据.然后对研究区域进行网格划分,反演网格点附近的纯路径频散曲线.即采用网格化纯路径频散反演方法得到各块的纯频散数据.最后由得到的每块纯频散数据作为观测数据,并利用LSQR、SVD等广义线性反演方法,对每一块的纯频散曲线进行反演求取该单元的S波速度随深度的分布. 相似文献
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从亚洲、欧洲及西太平洋地区台网113个数字地震台所记录的分布在40°W~180°E,40°S~80°N范围内近万个地震事件中,挑选出发生在1982-2005年间,震级绝大部分在5.0~7.0之间,震源深度小于100 km的1 700余个事件。共得到周期在8~400 s之间9 980余条质量较高的瑞利面波频散曲线进行面波频散反演,得到欧亚大陆及西太平洋边缘海28个周期的群速度分布图。反映了欧亚大陆及西太平洋边缘海横向和纵向存在着明显的非均匀性。 相似文献
8.
《中国科学:地球科学》2021,(7)
北极海冰是地球气候系统的重要因子,获取精确的海冰厚度及其变化信息对于开展北极和全球变化研究等有着重要的意义.卫星测高是获取连续、大范围海冰厚度的主要方法之一.冰间水道识别是卫星测高方法估算海冰厚度的关键之一.基于CryoSat-2数据,利用遥感影像对两种主要的冰间水道识别方法进行了对比,发现波形特征法能够更好地识别冰间水道.考虑到雷达信号对海冰表面积雪的不完全穿透,对海冰干舷-厚度转化模型进行了优化,通过选取合适的输入参数,获取了2010年11月至2019年12月北极海冰厚度,并利用IceBridge海冰厚度产品和仰视声呐数据对计算结果进行了验证,结果表明本文海冰厚度解算精度优于0.2m.最后,结合PIOMAS海冰模式数据、北极气温和海表面温度数据对北极海冰厚度变化特征进行了分析,发现2014年北极海冰厚度出现剧烈增长的现象. 相似文献
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研究了2001年11月14日昆仑山MS8.1大地震前新疆地区宽频带地震仪记录到的异常扰动事件.新疆地震台网在发生强震的前三天记录到了强烈的扰动信号.由于新疆地震台距离昆仑山大地震的震中很近，因此该震前扰动的成因备受关注，一直被认为可能是与大地震相关的慢地震事件，可能是大地震的某种前兆现象.本研究扩大了观测异常扰动事件的范围，分析了欧亚大陆187个宽频带地震仪在2001年11月的观测记录，发现这些地震仪在11月10—12日期间都记录到了时频特征类似的强扰动信号，其中最强的扰动信号出现在挪威台站KONO.调查研究发现挪威海域在11月10—12日期间出现了一次超强北极风暴，我们对扰动源位置初步定位后发现大地震前欧亚大陆各台站记录的最大扰动信号主要来源于挪威西南海岸.本文的研究结果确认昆仑山大地震前新疆台网记录到的强烈震前扰动信号不是与大地震相关的慢地震事件，而是挪威海域北极风暴激发的微地震（地脉动）.本文进一步研究表明北极风暴激发的地脉动可显著影响中国大陆的地震和重力观测.在分析中国大陆地震台网记录的强扰动信号时，北极风暴的影响不能忽视. 相似文献
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2006-2013年北半球频遭低温暴雪袭击.引力模型的计算结果表明:北极冰盖大量融化导致北极地区海平面和大气等位面的大幅度下降,压力变化迫使北极地区冷水和冷空气流向北半球中低纬度地区.太平洋海温下降导致全球变暖停止.极地冰盖融化后全球海平面都将上升,这是一个错误的观点.最新模型研究表明,如果格林兰冰盖融化可导致其附近海平面将下降100 m,北苏格兰的海平面将下降3 m,冰岛周围海平面将下降10 m,南美部分地区海平面将上升10 m.冰盖融化导致地表巨量物质转移,改变了地球内外重力场,地球内核南移100m,北极和南极海平面分别下降和上升7 cm.在海平面附近,大气等位面的变化幅度与海平面变化幅度非常接近.近期北极海冰和冰盖的融化只是最新模型的一个缩影.北极大量冷水和冷空气在下降等位面的压力下流过北半球中低纬度地区,导致北半球频遭低温暴雪袭击.在"全球变暖间断"现象持续了长达16年之后,科学家正全力探究"全球变暖间断"现象背后的深层次原因.最新研究指出,1997-1998年赤道太平洋进入一个持续很久的低温状态,抑制了全球变暖的速度.海水温度的波动被称作拉马德雷现象(PDO),这种现象是解开"间断"谜团的关键. 相似文献
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南极普里兹湾海水中冰川融化水和海冰融化水的含量 总被引：2，自引：0，他引：2
根据中国第13, 14次南极科学考察普里兹湾的实测的dD及盐度, 运用质量平衡方程, 计算得第13次南极考察航次(1996年夏季)普里兹湾海水中冰川(雪)融化水的比例为0%~3.82%, 海冰融化水的比例为-3.19%~4.78%. 在第14次南极考察航次(1997年夏季)中, 冰川(雪)融化水和海冰融化水的比例分别为1.53%~3.98%和-3.80%~4.52%. 冰川(雪)融化水和海冰融化水的水平分布均凸现绕极深层水的涌升, 而不同深度处的水团图像存在显著的偏转, 这一现象可用Ekman深海漂流理论予以圆满的解释. 普里兹湾内冰川(雪)融化水的垂直分布呈均匀分布态势, 原因可能在于冰川(雪)的消融相对于湾内水体的垂直混合是一速率缓慢的过程. 海冰融化水的比例则随深度的增加而降低, 该分布模式显然系海冰的季节性消长造成的. 相似文献
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根据欧亚大陆及西太平洋地区102个数字化台站记录的近万次地震事件的长周期垂直向瑞雷波资料,利用时频分析方法测量并筛选后共得到11213条质量较高的基阶瑞雷波群速度频散资料.纯路径频散的反演中同时计算方位各向异性,反演获得了欧亚大陆及西太平洋边缘海地区(10°E—150°E,10°S—80°N)8—200s共28个周期的瑞雷波群速度及各向异性空间分布图象.瑞雷波高分辨率层析成像表明,30—60s周期,以青藏高原为中心呈极低速分布;100—120s周期,速度差异幅度较大,在东亚东部及西太平洋边缘海,自北向南显示出一条宽2500—4000km,长约8000km的巨型低速异常带.相对海洋来说,欧亚大陆各向异性强度较弱且快波方向较复杂.由于受到印度板块与欧亚板块的碰撞,中国大陆西部的各向异性强度明显大于东部. 相似文献
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本文利用NCEP/NCAR等再分析资料和CAM3.1数值模式研究了夏季欧亚中高纬遥相关型年际变率与前期春季北极海冰变化的联系及其对我国夏季降水影响的可能机制.结果表明，夏季北大西洋-欧亚中高纬地区500 hPa位势高度场自然正交分解第二模态表现为"-+-+"遥相关波列，其中格陵兰岛-北大西洋和乌拉尔山地区为异常高空槽区所控制，而欧洲和贝加尔湖附近地区则为异常高压脊区，这种波列分布与欧亚中高纬EU型遥相关型十分类似.当遥相关波列为"-+-+"（"+-+-"）型分布时，前期春季巴伦支海北部和巴芬湾一带海冰偏少（多），同期夏季巴伦支海北部一带海冰亦持续偏少（多），同时在我国东北北部地区、长江和黄河之间地区降水明显偏少（多）.深入分析发现，巴伦支海北部和巴芬湾一带海冰偏少后，由于该地区湍流热通量明显偏强，在动力过程影响方面会形成异常Rossby波源，准定常Rossby波活动通量将向东亚地区传播，使得夏季欧亚中高纬"-+-+"遥相关波列出现.另外，海冰异常偏少后，在热动力过程影响方面，4-5月欧亚中高纬乌拉尔山-贝加尔湖以北地区积雪会出现"西少东多"偶极子型异常分布，其通过影响后期土壤湿度及下垫面热通量异常，也有利于夏季欧亚中高纬遥相关波列的维持.伴随着欧亚中高纬"-+-+"遥相关波列的出现，乌山阻塞高压偏弱，东亚槽偏浅，且亚洲副热带急流随之加强，贝加尔湖以北的副极地地区出现西风异常，东亚副热带急流北侧出现东风异常，贝加尔湖以南地区为异常反气旋控制，南下冷空气活动减弱.受到上述环流形势影响，我国东北北部地区、黄河和长江之间地区降水明显偏少.当巴伦支海北部和巴芬湾区域海冰偏多时，结论则反之.最后，基于春季海冰指数和晚春偶极子型积雪指数，我们建立了江淮流域夏季降水的预测模型，回报结果表明其对江淮流域夏季降水的年际变率具有较高的预测技巧. 相似文献
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岩石物理实验和实际观测研究表明,纵波速度的频散现象通常都与地层的含气性有着密切的关系,它是纵波反射系数随频率变化所导致的.但是,传统的AVA反演方法忽略了这种速度频散现象,因此引入了误差,增加了含气预测的风险.本文我们提出了一种适用于频变反射系数和速度频散的反演方法,采用传播矩阵方程来进行正演模拟.而考虑到加入频散信息的AVAF反演问题具有高度的非线性特征,我们基于粒子群优化(PSO)算法来进行AVAF反演.经过模型与实际数据的测试证明,我们的反演方法适用于包含频散信息的地震数据,且具有一定的抗噪性,即使是在含噪数据下,也能够挖掘出数据中的纵波速度频散信息,为之后利用纵波速度的频散规律来解释储层含气性提供可靠的依据. 相似文献
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利用中国第4~6次北极考察获得的北冰洋中心区(80°~88°N))GPS探空资料和NCEP再分析资料,分析了大气垂直结构、边界层参数的变化特征及其与海冰和温度变化的关系.结果表明,2010、2012和2014年夏季北冰洋中心区的对流层顶、边界层高度、逆温强度及风速和风向的垂直结构均存在明显差异.通过分析1979~2014年9月温度与海冰范围变化的关系,解释了其差异的原因.2012年9月北极海冰范围最小,减少了44%,具有明显的增温过程.2010年和2014海冰分别减少了22.6%和17%,出现的是降温过程.对比2种过程反映出海冰变化对大气边界层结构有重要影响.近30年北冰洋中心区(80°~90°N)1000和850hPa的温度变化呈显著的升温趋势,并与海冰范围呈显著的负相关.表明北极海冰的持续减少,会使地表至对流层中层持续增温. 相似文献
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本文系统分析了参与IPCC AR4 “20世纪气候模拟"（20C3M）的23个气候系统模式模拟的1950～1999年冬季（JFM）北极涛动（AO）.结果表明,在22个模式中,AO模态都表现为北半球中高纬大气年际变率的第一模态.不过,18个模式模拟的AO模态在北太平洋地区表现偏强,有两组模式结果均表明,提高模式的水平分辨率能够克服此偏差.所有模式模拟的AO指数均未出现与观测相当的增强趋势,只有两个模式（ECHO-G和UKMO-HadGEM1）模拟的AO指数与观测存在显著正相关.多数模式能够模拟出纬向风伴随AO位相变化在中高纬出现的偶极子异常特征,部分模式对平流层AO特征的模拟能力仍需要提高.对AO垂直结构模拟较好的模式,例如CCSM3、MRI CGCM2-32和UKMO-HadGEM1,能够较为合理地再现伴随AO指数增强出现的极区平流层变冷和中纬度对流层增暖现象.AO与欧亚大陆地表气温和降水的相关分布,在多数模式中有较好的体现,个别模式还对AO与东亚气候的相关关系具有一定的模拟能力.对AO各指标均有较好模拟能力的模式是UKMO-HadGEM1.本文结果为改进气候系统模式对北极涛动的模拟能力提供了依据,亦为学术界利用IPCC AR4的耦合模式数据、开展与AO相关的气候变率研究提供了基础参考. 相似文献
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1999年楚科奇海台及其周边海域中层与深层水增暖 总被引：5，自引：0，他引：5
根据我国1999年北极科学考察期间的数据, 研究了楚科奇海台及其邻近海域的温度和盐度分布特征. 观测结果表明, 1999年在连绵600多公里的海域中都发现温度超过0.5℃的现象, 测得的最高温度为0.85℃, 表明北冰洋中层水仍然保持增暖状态. 文中指出了两个重要现象. 第一, 中层水增暖现象存在区域差别, 楚科奇海台内部中层水与陆坡区相比温度高、厚度大、深度浅. 这种不均匀性是非常重要的, 意味着中层水增暖对海冰厚度和范围变化、海气热交换变化方面的贡献也将是水平不均匀的. 海台内部温度偏高的原因在于海台的特殊地貌形成绕流使海台内部与外界水体交换不畅, 热量不容易散失. 第二, 指出了深层水增暖的现象. 1999年温度垂向分布与多年平均历史数据的差表明深层水体也在增暖, 增温深度达1200~1400 m, 增温幅度一般在0.2℃左右. 深层水增暖现象揭示了北冰洋增加的热量有复杂的再分配形式, 表明北冰洋中层水增暖现象已经引起北冰洋热力结构的变化, 指示了全球变化对北冰洋的显著影响. 相似文献
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已有的大量研究给出了印度洋增暖的气候效应,特别是对于西北太平洋反气旋异常的影响.本文利用观测数据和耦合数值模式进一步分析了厄尔尼诺衰亡年印度洋增暖的气候效应,研究了印度洋海温异常与西北太平洋反气旋异常之间的遥强迫形成条件,提出印度洋背景风场的季节性转换对印度洋增暖效应的关键作用.结果表明,只有在有利的背景风场下,即南亚夏季季风完全爆发时,才更有利于印度洋增暖效应的充分体现.可能是由于Kelvin波-Ekman辐散机制,在北印度洋异常增暖所导致的大气热源异常的东侧低层大气中产生了明显的东风异常,这一东风异常对西北太平洋产生遥强迫,使西北太平洋的反气旋异常加强并维持到厄尔尼诺衰亡年夏季.这对于东亚夏季季风的年变率机制研究及预测有着重要意义. 相似文献
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北冰洋、白令海226Ra的分布及其水文学意义 总被引：2，自引：2，他引：2
中国首次北极科学考察期间(1999年7～9月),于北冰洋、白令海分别采集了13份和20份大体积水样,用于226Ra的分析.结果表明,北冰洋、白令海表层海水中226Ra含量分别介于0.28～1.56和0.25～1.26 Bq/m3之间,平均含量分别为0.76和0.71Bq/m3,明显低于其他中低纬度开阔大洋表层水的数值,说明部分研究海域受海冰融化水的影响.白令海表层水226Ra的空间分布呈现由南向北降低的趋势,体现出低226Ra海冰融化水与高226Ra太平洋水的混合交换.北冰洋表层水中226Ra的空间分布呈现由南向北、由西向东增加之态势,与水团组成中河水份额的变化趋势相一致.这与河水具有高226Ra的特征相吻合.北冰洋加拿大海盆226Ra的垂直分布显示,"上跃层水"所处的200 m深度存在226Ra的极大值,鉴于高226Ra特征主要出现在太平洋水或与沉积物交换的水体中,说明该极大值主要来自太平洋水或底部陆架水的输入,与2H和18O示踪剂获得的结果相吻合. 相似文献