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西北地区干湿气候转型研究

作　者: 王鹏祥
导　师: 何金海；张强
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 西北地区干湿指数气候转型北极涛动东亚夏季风
分类号: P462
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文使用中国西北地区(陕、甘、宁、青、新及内蒙西部)1960～2003年月降水、气温、地面风速和水面蒸发资料及NECP/NCAR月平均再分析资料,分析了在全球变暖大背景下,西北地区气温、降水,蒸发及地面风速变化的基本趋势,并重点考虑降水和蒸发这两个水分平衡最关键的分量构造了干湿指数,进而研究了西北地区干湿气候转型的特征及其与不同纬度大气环流调整之间的可能关系。主要得到以下结论: (1)近44年来,西北地区大部分地区气温升高、降水增加,而水面蒸发量减小,突变发生在七十年代中期,并与该地区地面风速度显著减小之间有密切联系,也与西北地区沙尘暴减少的总体趋势相一致。 (2)西北地区年干湿异常特征可以分为西风带气候区,高原气候区和季风气候区三个关键区域,简称西风区,高原区和季风区,整个西北地区及三个分区干湿指数具有明显的震荡周期。一致性异常是西北地区44年干湿特征的最主要空间分布模态,而西北部同东南部以及东北部和西南部呈反相变化也是西北地区年干湿特征异常的两个重要模态。 (3)全年整个西北地区及其西风区、高原区干湿特征呈较为显著的变湿趋势,以西风区的变湿趋势最为显著,高原区次之,都在七十年代中期发生干湿突变现象。而西北地区东南部位于季风影响边缘的区域干湿特征呈变干趋势,但这种趋势表现较弱。对春、夏、秋、冬四季而言,整个西北地区及各分区总体具有干湿突变现象,但存在着明显的地区性和季节性差异。 (4)西北地区气候干湿突变以及各区域干湿变化趋势的不一致性是复杂下垫面条件下不同纬度大气环流调整的结果,并与中国的北干南涝相联系。夏季AO与东亚夏季风显著反相关,在七十年代中期分别经历了由弱到强和由强到弱的反向突变过程,这与西北地区干湿指数的突变期相对应。当北极涛动正(负)位相越强时,东亚夏季风一般偏弱(强),西北地区东南部降水减少(增加),气候转干(湿),西风区和高原区降水增加(减少),气候由干(湿)向湿(干)变化。 (5)重点考虑降水和蒸发因素所构造的干湿指数可以更加客观地反映西北气候干湿演变特征。夏季干湿指数比单纯的降水分量能够更加显著地反映西北干湿气候演变与夏季AO和东亚夏季风调整之间的关系,且年代际相关明显高于年际相关,引入干湿指数研究西北地区干湿气候转型问题是必要的,也是有效的。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章引言  11-21
  1.1 概况  11
  1.2 西北干旱形成机制研究  11-12
  1.3 西北区气候转型研究  12-13
  1.4 北极涛动与区域气候变化研究  13-14
  1.5 东亚夏季风与区域气候变化研究  14-15
  1.6 问题的提出  15-16
  1.7 本文的研究内容和创新之处  16
  参考文献  16-21
第二章资料与方法  21-25
  2.1 资料  21-22
    2.1.1 站点资料  21
    2.1.2 NECP／NCAR资料  21
    2.1.3 AO指数资料  21-22
  2.2 方法  22-24
    2.2.1 经验正交分解(EOF)和旋转经验正交分解(REOF)  22
    2.2.2 Mann-Kendall法  22-23
    2.2.3 小波分析  23-24
    2.2.4 东亚夏季风指数  24
  参考文献  24-25
第三章西北地区年平均气温、降水及蒸发的变化  25-35
  3.1 引言  25
  3.2 资料和方法  25
  3.3 西北地区近44a来的年平均气温的变化  25-27
    3.3.1 趋势分析  25-26
    3.3.2 年际变化及突变检测  26-27
  3.4 西北地区近44a来的年总降水量的变化  27-29
    3.4.1 趋势分析  27-28
    3.4.2 年际变化及突变检测  28-29
  3.5 中国西北近44a来的年总蒸发量的变化  29-31
    3.5.1 趋势分析  29-30
    3.5.2 年际变化及突变检测  30-31
  3.6 中国西北近44a来的年地面风速的变化  31-32
    3.6.1 趋势分析  31-32
    3.6.2 年际变化及突变检测  32
  3.7 本章小结  32-33
  参考文献  33-35
第四章西北地区干湿指数的时空分布特征  35-65
  4.1 降水蒸发均一化干湿指数  35-36
  4.2 西北地区干湿异常的空间分布特征  36-39
    4.2.1 空间分布特征  36-37
    4.2.2 气候分区  37-39
  4.3 西北地区及三个分区干湿指数的年际及季节演变特征  39-49
    4.3.1 全年  39-41
    4.3.2 春季  41-43
    4.3.3 夏季  43-45
    4.3.4 秋季  45-46
    4.3.5 冬季  46-49
  4.4 西北地区及三个分区干湿指数年际及季节演变的突变检测  49-56
    4.4.1 全年  49-53
    4.4.2 春季  53
    4.4.3 夏季  53
    4.4.4 秋季  53
    4.4.5 冬季  53-56
  4.5 西北地区及各分区干湿指数的周期震荡  56-61
    4.5.1 全年  56
    4.5.2 春季  56-58
    4.5.3 夏季  58-60
    4.5.4 秋季  60
    4.5.5 冬季  60-61
  4.6 本章小节  61-63
  参考文献  63-65
第五章夏季北极涛动、东亚夏季风与西北地区干湿转型的关系  65-80
  5.1 夏季北极涛动突变与西北地区干湿气候转型的关系  65-67
  5.2 东亚夏季风突变与西北地区干湿气候转型的关系  67-69
  5.3 夏季北极涛动和东亚夏季风对西北地区干湿气候转型的综合影响  69-72
  5.4 夏季北极涛动和东亚夏季风与西北地区干湿气候转型的合成分析  72-77
  5.5 本章小结  77-78
  参考文献  78-80
第六章总结与展望  80-83
  6.1 总结  80-81
  6.2 展望  81-83
致谢  83

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