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欧亚大陆冬季雪深的时空演变特征及其成因分析

作　者: 许蓓
导　师: 陈海山
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 欧亚大陆冬季雪深时空变化影响因子
分类号: P461.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文利用1948～1995年的NCEP/NCAR再分析资料、Historical Soviet Daily Snow Depth Version 2 (HSDSD)前苏联的逐日积雪深度资料,以及逐月的NOAA Extended Reconstructed SST V3b资料,定义了雪深增量概念,该指数可以较为直观地反映冬季降雪的情况,通过这一纽带,分析了欧亚大陆冬季雪深与大气环流、海温场异常之间的相互联系。然后在诊断分析的基础上,使用NCAR CAM3.0大气环流模式进行模拟验证。主要结论如下：(1)从欧亚大陆冬季雪增量、冬季雪深的时空特征发现,两者的EOF第特征向量的空间分布均表现为沿50°N的南北反相分布,两者时间系数的关高达到0.75；而在EOF第二特征向量的空间分布均表现出欧亚大陆中部与东、西部雪深反相分布的特点,二者的时间系数序列相关为0.66。研究表明,秋末雪深的前期作用与冬季雪增量、冬季雪深无明显关系,冬季雪深增量是影响冬季雪深的主要因素。(2)高度场与雪深增量的SVD结果可知,高度场环流的异常分布会影响雪深增量的分布,进而影响到冬季雪深的分布特征。当欧亚大陆环流呈现纬向发展时,欧洲槽与阻塞高压均减弱,欧亚大部北部处于高压脊环流下,对应欧亚大陆北部温度偏低,同时地面降水偏少,不利于冬季降雪的形成,因此冬季欧亚大陆北部雪深一致性的偏少,反之雪深增加；当出现类似EUP型环流时,相应的温度场、降水场均出现类似分布,冬季雪深场的空间分布表现出欧亚大陆中部与东、西部雪深反相分布的特点。(3)冬季海温与雪深增量的SVD分析表明,海温的分布特征与雪深增量的异常分布之间存在显著联系。而海温通过环流与冬季雪深相联系,从冬季500hPa高度场与同期海温场的统计分析可知,海温场在北大西洋、太平洋的异常分布形态会影响到欧亚大陆中高纬环流的分布,同时南半球的大西洋、中印度洋海温也可能会对北半球环流造成影响。特别是北大西洋与太平洋的分布与环流场密切相关。(4)数值模拟验证了海温对冬季雪深的影响,主要通过环流对海温的响应来连接两者的联系。结果表明北半球环流对南半球海温也存在敏感响应,北大西洋、太平洋、南半球大西洋海温的共同作用会影响欧亚大陆高度场异常分布,并且强迫出PNA遥相关信号。而当北大西洋海温场三核型分布、太平洋地区在北美沿岸、赤道东太平洋海温与北太平洋反相变化时,北半球高度场有EUP遥相关信号,该环流分布会导致雪深的“-+-”的分布形态。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究意义和目的  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
    1.2.1 积雪—印度季风的关系研究  10
    1.2.2 积雪影响东亚夏季风、中国夏季降水的研究  10-11
    1.2.3 雪盖异常对亚洲季风、全球气候变化的影响及其物理机制的研究  11
  1.3 问题的提出和本文研究内容  11-13
第二章资料和方法  13-18
  2.1 资料介绍  13-14
    2.1.1 雪深资料介绍  13
    2.1.2 降水和大气环流场资料  13-14
  2.2 主要分析方法  14-18
    2.2.1 相关分析及检验  14
    2.2.2 合成分析和滑动T检验  14-15
    2.2.3 EOF分析方法  15-16
    2.2.4 奇异值分解  16-18
第三章欧亚大陆冬季雪深、雪深增量的时空演变特征  18-27
  3.1 雪深增量指数的定义  18
  3.2 欧亚大陆雪深、雪深增量的气候态分布特征  18-19
  3.3 欧亚大陆冬季雪深的时空演变特征  19-21
  3.4 欧亚大陆冬季雪深与秋末雪深、冬季雪深增量的可能联系  21-25
    3.4.1 欧亚大陆秋末雪深的时空演变特征  21-22
    3.4.2 欧亚大陆冬季雪深增量的时空演变特征  22-25
  3.4 本章小结  25-27
第四章欧亚大陆冬季雪深增量异常的大气环流背景分析  27-35
  4.1 欧亚大陆冬季雪深增量与高度场的相关分析  27-31
  4.2 影响冬季雪深增量异常分布的可能途径  31-34
    4.2.1 温度场的影响  31-33
    4.2.1 降水场的影响  33-34
  4.3 本章小结  34-35
第五章海温对欧亚大陆冬季雪深增量分布的可能影响  35-45
  5.1 冬季雪深增量、冬季环流与海温场的相关分析  35-37
  5.2 海温场与冬季雪深增量的SVD分析  37-38
  5.3 冬季海温场与冬季环流的相关分析  38-40
  5.4 冬季环流与太平洋海温场的相关联系  40-41
  5.5 冬季环流与大西洋海温场的相关联系  41-43
  5.6 本章小结  43-45
第六章海温影响冬季环流的数值试验  45-57
  6.1 模式介绍  45-47
    6.1.1 模式介绍  45-47
    6.1.2 集合预报  47
  6.2 试验设计  47-49
  6.3 控制试验  49-52
    6.3.1 500hPa位势高度场  50-51
    6.3.2 500hPa温度场  51
    6.3.3 850hPa风场  51-52
  6.4 海温异常敏感性试验一  52-54
  6.5 海温异常敏感性试验二  54-56
  6.6 本章小结  56-57
第七章总结与讨论  57-59
  7.1 主要结论  57-58
  7.2 存在的问题与不足  58-59
参考文献  59-65
致谢  65

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