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1.
《大气和海洋科学快报》2021,(1)
本文使用六个不同的最新大气模式进行了协调数值集合实验,评估和量化了全球海表面温度(SST)对1982-2014年冬季早期北极变暖的影响.本研究设计了两组实验:在第一组(EXP1)中,将OISSTv2逐日变化的海冰密集度和SST数据作为下边界强迫场;在第二组(EXP2)中,将逐日变化的SST数据替换为逐日气候态.结果表明:(1) EXP1的多模式集合总体平均值显示0.4℃/10年的近地表(约850 hPa)升温趋势,为再分析数据结果中升温趋势的80%.(2)在这六个模式中,模拟的变暖趋势均很强,幅度为0.36-0.50℃/10年.(3)全球海表温度可以解释北极对流层中低层EXP1的大部分模拟的变暖趋势,占再分析数据结果的58%.(4)再分析数据结果中,北极上空的对流层上层变暖(约200 hPa)不是由强迫信号而可能是由自然气候变率引起的.本文还探索了影响北极初冬变暖的可能源区,并讨论了该研究的局限性. 相似文献
2.
观测表明北极平流层自20世纪70年代末以来在冬季早期 (11～12月) 存在变暖的趋势。为了验证该趋势是否是由于海面温度 (SST) 升高造成的, 我们使用观测的全球SST强迫一个全球大气环流模式 (AGCM)。集合模拟的结果表明, 在SST强迫下, 北极平流层呈现统计显著的变暖趋势, 极地对流层也有相对较弱的变暖趋势, 但统计显著性较低。通过对模拟的位势高度进行经验正交函数 (EOF) 分析, 我们发现北半球位势高度第一模态 (EOF1) 的空间结构非常类似于北极涛动 (AO) 或北半球环状模 (NAM), 其平流层主分量时间序列在冬季早期呈现统计显著的负趋势。与负的AO趋势相对应的是, 对流层高纬度和平流层中高纬度波动增强, 说明极区变暖是由于波动增强产生的极区绝热加热增强造成的。另外, 模拟的结果还表明北极平流层不仅在冬季早期出现变暖的趋势, 在冬季晚期 (2～3月) 北极平流层低层也出现弱的变暖趋势。SST强迫导致北极平流层冬季变暖不利于异相臭氧化学反应的发生, 这对极地平流层臭氧恢复有着重要意义。 相似文献
3.
不同海温强迫的月动力延伸集合预报试验 总被引：1，自引：0，他引：1
利用全球谱模式T106L19和增长模繁殖法（BGM）建立了月动力延伸集合预报系统,基于气候海表面温度（SST）和预测海表面温度,设计了三组集合预报试验,一组为气候SST作为模式下边界条件的集合预报试验（CSST试验）,另一组为预测SST作为模式的下边界条件的集合预报试验（FSST试验）,第三组为前两组试验的集合预报结果之和（AVE30试验）,对两种海温强迫分别进行了48个月的试验,并对预报结果进行了检验和分析。结果表明：相对于单一的控制预报,不管是CSST试验还是FSST试验,利用BGM方法制作的初值集合预报能显著提高月平均环流的预报技巧,集合预报对PNA区域的预报技巧改进显著,特别是预测SST强迫有正的贡献;同时考虑初值和边值不确定性影响的集合预报试验（AVE30试验）,其全球预报技巧不仅高于控制预报,也分别高于FSST试验和CSST试验,这说明要提高月延伸预报技巧,必须同时考虑初值和边值的影响;大气对SST强迫的响应在模式积分10天开始显著,SST对第二旬和第三旬的作用直接影响月平均环流的预报效果,而SST对第二旬和第三旬预报的影响不仅与SST本身变化有关,还与初值有关,不同的初值其作用不同;集合预报对我国夏季月平均温度分布具有较强预报能力,采用预报海温强迫的预报结果,总体上优于气候海温强迫的结果。 相似文献
4.
利用吉林地区高空探测站长春、延吉、临江1960-2009年地面至100 hPa高度标准等压面(共8层)温度资料,通过线性趋势分析方法,对吉林地区地面到100 hPa高度各标准等压面温度的变化进行分析。结果表明:在全球变暖背景下,吉林地区对流层年温度在700 hPa高度以下是上升趋势,400 hPa高度以上温度趋势是下降的。各季温度趋势变化各有不同,秋季和冬季在400 hPa高度以下温度趋势是升温的;春季和夏季700 hPa高度以下温度趋势是上升的,且温度趋势上升的幅度明显小于秋、冬季。城市规模的不同,温度上升趋势也不相同,大城市长春的升温幅度高于中、小城市的升温幅度;在各标准层中长春升温达到的高度高于中、小城市。 相似文献
5.
利用区域气候模式,分别以逐时海面温度(sea surface temperature, SST)数据及逐日SST数据作为模式的海表温度进行强迫,开展了1991～2010年共计20年的数值模拟,探讨SST日变化对中国区域气候变化的影响。对比结果表明,两组试验均能合理地再现中国区域气候的主要气候态特征。同时发现,两组试验模拟的气候特征在我国沿海区域以及近海洋面上存在明显差异:考虑SST日变化之后,2 m气温和感热通量差异呈现夏季(冬季)升高(降低)为主的趋势;潜热通量则与之相反;低层风场差异在夏季以海洋吹向大陆的东南风为主,冬季则以陆面吹向海洋的西北风差异为主;另外,水汽输送差异呈气旋式(反气旋式)时,降水出现正差异(负差异)。SST日变化对上述气候因子的影响在夏季更为显著。 相似文献
6.
根据NCEP/NCAR逐日、逐月温度资料和相对湿度资料,及长江中下游60个气象站逐日降水资料,采用趋势分析、突变检验等方法,研究了近60年来全球和北半球地表温度变化趋势,分析了温度增加前后,夏季(6～8月)对流性降水的变化特征及其部分影响因子.结果表明:近60年来,北半球年平均及夏季平均地面温度为增暖趋势,1998年为增暖突变年份;变暖后,长江中下游地区夏季对流性降水事件的发生频率呈增多趋势且强度增强;全球增暖后,对流层中、高层水汽含量呈下降趋势,对流层低层水汽含量呈上升趋势;热含量除个别月份外,在700、850、1000 hPa均有明显增长;大气中不稳定性也显著增强.这些与对流性降水事件发生频率的增加和强度的增强有很好的对应关系,说明全球变暖导致的大气中水汽含量变化、湿空气热含量增加和不稳定性增强对对流性降水事件可能有重要影响. 相似文献
7.
本文使用1978—2013年美国大气海洋局NOAA研发的STAR V3.0版本的MSU/AMSUA逐月亮温格点数据,引入集合经验模式分解(EEMD)方法,研究了高空大气亮温的非线性变化趋势,尤其注重亮温气候趋势的时间演变特征,并与传统线性回归(CLR)方法做了对比研究。结果表明,在全球对流层增温、平流层降温的大背景下,基于EEMD的亮温非线性趋势演变特征表现为:近10 a对流层中、高层全球平均增暖趋势放缓,甚至出现轻微的降温趋势;北半球对流层增暖首先出现在北极,随后向低纬度方向延伸。北极对流层增暖向上影响高层大气,最高可以扩展到平流层低层。南半球对流层中低纬度地区受北半球大气影响也出现增温。另外,近10 a南极地区出现显著的独立增温现象。平流层变冷北半球最早从中纬度地区开始发生,变冷逐渐增强的同时向极地和低纬度两侧扩张。南极上空平流层大气早期也出现显著变冷,然而随着2000年以后南极大范围增暖,平流层变冷逐渐转移到中低纬地区。 相似文献
8.
相对于工业化革命前期,全球年平均地表气温上升2℃的时间和相应的气候变化受到了广泛关注,特别是包括欧盟成员国在内的许多国家和国际组织已经将避免2℃全球变暖作为温室气体减排的首要目标.为此,本文作者基于16个气候模式在20世纪气候模拟试验和SRES B1、A1B和A2温室气体和气溶胶排放情景下的数值模拟试验结果,采用多模式集合方法预估研究了2℃全球变暖发生的时间、对应的大气中主要温室气体浓度以及中国气候变化情况.根据模式集合平均结果,三种排放情景下2℃全球变暖分别发生在2064年、2046年和2049年,大气二氧化碳当量浓度分别为625 ppm、645 ppm和669 ppm(1 ppm=10-6).对应着2℃全球变暖,中国气候变暖幅度明显更大.从空间分布形势上看,变暖从南向北加强,在青藏高原地区存在一个升温大值区;就整体而言,中国区域平均的年平均地表气温上升2.7～2.9℃,冬季升温幅度(3.1～3.2℃)要较其他季节更大.年平均降水量在华南大部分地区减少0～5％,而在其余地区增加0～20％,中国区域年平均降水增加3.4％～4.4％,各季节增加量在0.5％～6.6％之间. 相似文献
9.
10.
《广东气象》2017,(5)
根据西沙海洋(环境监测)站的海面温度(SST)历史资料、1900—2016年Had ISST数据集中西沙海域1°×1°网格SST和其他气温历史资料,比较该海域不同气候基准期SST的差值,采用回归分析方法估算近100年、近56年SST的变化速率,探讨该海域SST变化与全球气候变暖的关系。结果表明:1)20世纪70年代以来西沙海域海洋站的SST基准值比Had ISST 1°×1°网格SST高0.13~0.19℃;2)1961—2016年西沙海域SST、南海区SST、华南沿岸SST与广东省年平均气温的上升速率在0.016~0.017℃/年之间;3)近100年西沙海域SST上升率为0.011℃/年,略高于同时期全球气候变暖速率(0.009℃/年)。 相似文献
11.
Impact of global sea surface temperature on the recent early winter Arctic tropospheric warming in coordinated large ensemble simulations 协调大集合模拟下全球海表面温度对北极对流层早冬增暖的影响 
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下载免费PDF全文 《大气和海洋科学快报》2021,14(1):100010
Coordinated numerical ensemble experiments with six different state-of-the-art atmosphere models were used to evaluate and quantify the impact of global SST (from reanalysis data) on the early winter Arctic warming during 1982–2014. Two sets of experiments were designed: in the first set (EXP1), OISSTv2 daily sea-ice concentration and SST variations were used as the lower boundary forcing, while in the second set (EXP2) the SST data were replaced by the daily SST climatology. In the results, the multi-model ensemble mean of EXP1 showed a near-surface (~850 hPa) warming trend of 0.4 °C/10 yr, which was 80% of the warming trend in the reanalysis. The simulated warming trend was robust across the six models, with a magnitude of 0.36–0.50 °C/10 yr. The global SST could explain most of the simulated warming trend in EXP1 in the mid and low troposphere over the Arctic, and accounted for 58% of the simulated near-surface warming. The results also suggest that the upper-tropospheric warming (~200 hPa) over the Arctic in the reanalysis is likely not a forced signal; rather, it is caused by natural climate variability. The source regions that can potentially impact the early winter Arctic warming are explored and the limitations of the study are discussed.摘要本文使用六个不同的最新大气模式进行了协调数值集合实验, 评估和量化了全球海表面温度 (SST) 对1982–2014年冬季早期北极变暖的影响.本研究设计了两组实验:在第一组 (EXP1) 中, 将OISSTv2逐日变化的海冰密集度和SST数据作为下边界强迫场;在第二组 (EXP2) 中, 将逐日变化的SST数据替换为逐日气候态.结果表明: (1) EXP1的多模式集合总体平均值显示0.4 °C/10年的近地表 (约850 hPa) 升温趋势, 为再分析数据结果中升温趋势的80%. (2) 在这六个模式中, 模拟的变暖趋势均很强, 幅度为0.36–0.50 °C/10年. (3) 全球海表温度可以解释北极对流层中低层EXP1的大部分模拟的变暖趋势, 占再分析数据结果的58%. (4) 再分析数据结果中, 北极上空的对流层上层变暖 (约200 hPa) 不是由强迫信号而可能是由自然气候变率引起的.本文还探索了影响北极初冬变暖的可能源区, 并讨论了该研究的局限性. 相似文献
12.
局地海表温度异常影响热带气旋路径的模拟研究 总被引：6，自引：4，他引：2
本文以热带气旋"鲇鱼"(2010)为例,利用WRF模式和"鲇鱼"移动路径上不同的局地海表温度(SST)强迫进行了敏感性数值模拟。控制试验(CTRL)采用NCEP的SST强迫,敏感性试验分别在"鲇鱼"登陆菲律宾前的路径上增加(EXP1)和减小(EXP2)SST。结果表明:CTRL试验模拟的热带气旋路径与实况非常一致,EXP1试验模拟的热带气旋路径提前转向,移动路径偏东,EXP2试验模拟的热带气旋路径转向滞后,且移动路径偏西。对SST异常导致热带气旋路径出现差异的原因分析发现,热带气旋在吕宋岛东侧经过异常暖SST海面时,热带气旋强度增强,产生异常的正涡度平流,且500 h Pa以上凝结潜热释放增强副热带高压敏感区出现温度场的正异常,500h Pa以下水凝物的混合和蒸发作用增强造成副热带高压敏感区温度场的负异常,加之正的异常涡度平流和异常的上暖下冷温度场配置使得500 h Pa位势高度降低,副热带高压强度减弱,副热带高压西伸范围减小,导致热带气旋提前向北转向,移动路径偏东。反之,当热带气旋在吕宋岛东侧经过异常冷SST海面时,副热带高压西伸范围扩大,导致热带气旋向北转向滞后,路径偏西。 相似文献
13.
Under recent Arctic warming, boreal winters have witnessed severe cold surges over both Eurasia and North America, bringing about serious social and economic impacts. Here, we investigated the changes in daily surface air temperature (SAT) variability during the rapid Arctic warming period of 1988/89–2015/16, and found the daily SAT variance, mainly contributed by the sub-seasonal component, shows an increasing and decreasing trend over eastern Eurasia and North America, respectively. Increasing cold extremes (defined as days with daily SAT anomalies below 1.5 standard deviations) dominated the increase of the daily SAT variability over eastern Eurasia, while decreasing cold extremes dominated the decrease of the daily SAT variability over North America. The circulation regime of cold extremes over eastern Eurasia (North America) is characterized by an enhanced high-pressure ridge over the Urals (Alaska) and surface Siberian (Canadian) high. The data analyses and model simulations show the recent strengthening of the high-pressure ridge over the Urals was associated with warming of the Barents–Kara seas in the Arctic region, while the high-pressure ridge over Alaska was influenced by the offset effect of Arctic warming over the East Siberian–Chukchi seas and the Pacific decadal oscillation (PDO)–like sea surface temperature (SST) anomalies over the North Pacific. The transition of the PDO-like SST anomalies from a positive to negative phase cancelled the impact of Arctic warming, reduced the occurrence of extreme cold days, and possibly resulted in the decreasing trend of daily SAT variability in North America. The multi-ensemble simulations of climate models confirmed the regional Arctic warming as the driver of the increasing SAT variance over eastern Eurasia and North America and the overwhelming effect of SST forcing on the decreasing SAT variance over North America. Therefore, the regional response of winter cold extremes at midlatitudes to the Arctic warming could be different due to the distinct impact of decadal SST anomalies. 相似文献
14.
两类极区平流层异常增温的特征及其与850hPa温度的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
采用NCEP/NCAR逐日再分析资料,将冬季极区平流层增温分为两种类型:Ⅰ型和Ⅱ型,并分析了两种类型增温的特征、机制及其与850hPa温度的关系。结果表明,波动强迫的强度和对流层的热量能否向上到达平流层是决定两类平流层异常增温的两个主要因素。Ⅰ型平流层增温期间,对流层也表现出了明显的增温特征,850hPa与平流层温度距平场呈现相当正压结构,极区和中纬度异常表现为反位相的振荡,呈现典型的北极涛动的特征;Ⅱ型平流层异常增温期间,增温异常仅局限在平流层范围内,平流层的中低层与高层呈现反位相的距平分布,850hPa温度距平场呈现无规则的分布特征。 相似文献
15.
2015年12月29日北极地面爆发性增温的成因分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用2015年NCEP/NCAR再分析一日四时次资料和日资料,应用区域平均、热流量方程估算等方法对2015年12月29日北极爆发性增温的原因进行研究。结果表明,2015年12月29日北极出现爆发性增温,日增温幅度最高达到25℃以上。增温期间,受到强盛温带气旋系统和反气旋系统的共同作用,增温区域出现强盛的南风,风速最大值达到20 m s-1以上,位置不断北进达到北极点。强盛的南风为北极地区带来强盛的暖平流,同时暖湿空气进入北极后,增温区上空云量明显增加。12月28日至12月29日温度平流由冷平流转变为暖平流,暖平流的中心区域与温度爆发性增长的区域有很好的对应关系,暖平流是北极爆发性增温的重要原因。对于一直处于极夜的北极地区,由于云量的增加,大气顶向上长波辐射减少,加剧了温度的上升。温度平流增温贡献率为20.4%,垂直项的贡献率为－9.9%,非绝热作用贡献率为89.5%,温度平流和非绝热作用共同导致了本次北极地区的爆发性增温,非绝热作用是本次爆发性增温最重要的增温因素。 相似文献
16.
Vladimir A. Alexeev Igor Esau Igor V. Polyakov Sarah J. Byam Svetlana Sorokina 《Climatic change》2012,111(2):215-239
Spatiotemporal patterns of recent (1979–2008) air temperature trends are evaluated using three reanalysis datasets and radiosonde
data. Our analysis demonstrates large discrepancies between the reanalysis datasets, possibly due to differences in the data
assimilation procedures as well as sparseness and inhomogeneity of high-latitude observations. We test the robustness of arctic
tropospheric warming based on the ERA-40 dataset. ERA-40 Arctic atmosphere temperatures tend to be closer to the observed
ones in terms of root mean square error compared to other reanalysis products used in the article. However, changes in the
ERA-40 data assimilation procedure produce unphysical jumps in atmospheric temperatures, which may be the likely reason for
the elevated tropospheric warming trend in 1979–2002. NCEP/NCAR Reanalysis data show that the near-surface upward temperature
trend over the same period is greater than the tropospheric trend, which is consistent with direct radiosonde observations
and inconsistent with ERA-40 results. A change of sign in the winter temperature trend from negative to positive in the late
1980s is documented in the upper troposphere/lower stratosphere with a maximum over the Canadian Arctic, based on radiosonde
data. This change from cooling to warming tendency is associated with weakening of the stratospheric polar vortex and shift
of its center toward the Siberian coast and possibly can be explained by the changes in the dynamics of the Arctic Oscillation.
This temporal pattern is consistent with multi-decadal variations of key arctic climate parameters like, for example, surface
air temperature and oceanic freshwater content. Elucidating the mechanisms behind these changes will be critical to understanding
the complex nature of high-latitude variability and its impact on global climate change. 相似文献
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Based on the surface 2?m monthly minimum temperature from the National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research reanalysis dataset, the spatial and temporal characteristics of winter minimum temperature during 1961–2010 have been analyzed in China. Results showed that the minimum temperature in China has a significant increasing rate of 0.25° per decade calculated by the Mann–Kendall statistical test, which is consistent with the global warming trend. Empirical orthogonal function (EOF) analysis reveals that there are three main patterns that can explain more than 57.6% of the total variance of the winter minimum temperature. The EOF1, EOF2, and EOF3 account for 34.8%, 13.5%, and 13.5% of the total inter-annual variance, respectively. The EOF1, EOF2, and EOF3 patterns are synchronous in northern China, central China, and on the Tibetan Plateau. There exist a decrease trend in the corresponding time coefficients of EOF1 and EOF2 and an increase trend in that of EOF3 since the 1960s. Both the corresponding time coefficients of EOF1 and EOF2 have significant positive correlations with the 500?hPa geopotential heights of the Arctic region and negative correlations in the regions lower than 40°N, while a significant positive correlation is found between the corresponding time coefficients of EOF3 and 500?hPa geopotential heights in the low latitudes. This suggests that rapid warming occurs in northern China and on the Tibetan Plateau, while the weakest trend locates in southeast China. Thus, warming in winter is more pronounced at higher altitudes and latitudes. These patterns are tightly connected with the atmospheric circulation. 相似文献
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The 2009 Summer Low Temperature in Northeast China and Its Association with Prophase Changes of the Air-Sea System 总被引：1，自引：0，他引：1 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 SHEN Baizhu LIU Shi LIAN Yi FENG Guolin LI Shangfeng GONG Zhiqiang 《Acta Meteorologica Sinica》2012,26(4):438-453
Under the background of global warming, summer (JJA) low temperature events in Northeast China had not occurred for about 15 yr since 1994, but one such event took place in 2009. By using the NCEP/NCAR reanalysis data, the 100-yr station temperature data at Harbin and Changchun, and the Hadley Center sea surface temperature (SST) data, this paper intends to reveal the cause, circulation background, and influencing factors of this event. Analysis of both horizontal and vertical circulations of a low-value system over Northeast China in summer 2009 during the low temperature event shows that anomalous activities of the Northeast China cold vortex (NECV) played the most direct role. A decadal cooling trend of-0.8 C (10 yr)-1 over 1999-2008 at Changchun and Harbin was found, which is obviously out-of-phase with the linear warming trend (0.2 C (10 yr)-1 ) over 1961-2000 for Northeast China in response to the global warming. The previous winter North Pacific polar vortex (NPPV) area index, significantly positively related to the observed summer temperatures of Harbin and Changchun, was also in a significantly declining tendency. These provide favorable decadal backgrounds for the 2009 low temperature event. Different from the average anomaly field of 500-hPa height for summer 1994-2008 in Northeast China, in the summer of 2009, the Arctic Oscillation (AO) showed a strong negative phase distribution, and significant negative height anomalies dominated Northeast Asia, Aleutian Islands, and North Atlantic. Furthermore, the negative phase of North Pacific Oscillation (NPO) in the winter of 2008 was obviously strong, and it maintained in the spring of 2009. Meanwhile, the SSTA in the equatorial eastern-central Pacific Ocean in the winter of 2008 showed a La Nina phase, but the strength of the La Nina weakened obviously in the spring of 2009. The abnormally strong activities of NECV in June and July of 2009 were related to the disturbances of stationary waves that replaced the original ultra-long waves over the North Pacific region in April and May 2009. The singular value decomposition (SVD) and harmonic analysis results suggest that the anomalous phase of NPO is an important precursor for summer temperature variations over Northeast China, and also a stable planetary-scale component that can be extracted from the atmospheric circulation in addition to the chaotic components on the synoptic scale. 相似文献
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利用NCEP/NCAR再分析资料和NOAA海温资料,用EOF、相关分析等方法,分析了1960—2010年500 hPa和100 hPa等压面上北半球后冬(2月)极涡面积和前春(4月)北太平洋(20~60 °N,120 °E~120 °W)海表温度(SST)的变化特征,揭示了二者的时空联系。结果表明:近50 a来,(1)冬季北半球500 hPa和100 hPa极涡面积整体经历了先扩张后收缩的变化。春季北太平洋SST经历了先降低后升高的变化。其突变时间与500 hPa极涡面积的突变时间相近,均出现在1987年,且与后冬500 hPa大西洋欧洲大陆区(Ⅳ区)极涡面积相关更好。(2)春季北太平洋SST的EOF第一模态空间型表现为PDO,第二模态表现为三极子型,突变分别出现在1980s初期和中期。(3)北太平洋SST与500 hPa Ⅳ区极涡面积相关的空间分布表现为:当前期春季北太平洋中部海温异常偏高(低),南部和北部海温异常偏低(高),使得下一个冬季500 hPa Ⅳ区极涡面积的扩大(缩小),这种空间遥相关型对应着海温的第二模态。北太平洋海温异常以第一模态空间型居多,但是对后冬北半球极涡面积影响大的却是第二模态。(4)当前春北太平洋SST呈第二模态时,对应次年冬季中高纬度对流层温度"上冷下暖",极地东风和绕极西风环流加强,极涡面积偏大。 相似文献