北極海冰年代際轉(zhuǎn)型及其對冬季極端低溫的影響.pdf

1、本文利用 NCEP/NCAR( National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)提供的1979年-2012年逐日再分析資料和全球模式(GCM ECHAM5)模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)北極海冰的減少趨勢具有年代際轉(zhuǎn)型特征,突變時間發(fā)生在1997年前后,1979-1996年海冰減退較慢,年際振蕩明顯,1997-2012年海冰快速

2、減退,年際振幅較小,但2007年以后振蕩急劇加大。
　　在北極海冰年代際轉(zhuǎn)型的背景下,研究了北半球冬季極端低溫的分布特征。由于本文的研究區(qū)域面積廣闊,溫度具有區(qū)域性分布特征,利用百分比閾值法定義極端低溫事件,結(jié)果表明冬季北半球極端低溫頻數(shù)的分布具有顯著的區(qū)域性特征,1979-1996年期間極端低溫頻數(shù)呈現(xiàn)東西半球反相振蕩的分布特征;1997-2012年期間主要表現(xiàn)為中緯度和極區(qū)之間的南北反相振蕩特征,即中緯度歐亞大陸極端低溫頻數(shù)增

3、加,北冰洋區(qū)域極端低溫頻數(shù)減少。
　　相關(guān)的環(huán)流場特征顯示,1979-1996年極端低溫頻數(shù)的空間分布特征與北大西洋濤動(NAO)顯著相關(guān)。北大西洋濤動處于正位相時,極區(qū)的冷空氣聚集在高緯地區(qū)不易南下,導(dǎo)致歐洲盛行西風(fēng),冬季溫度偏高。這與前人的研究結(jié)果一致,在一定程度上說明冬季北大西洋濤動可能在激發(fā)冬季極端低溫頻數(shù)東西半球蹺蹺板振蕩有重要作用。相反地,1997-2012年在西伯利亞高壓的作用下,反氣旋系統(tǒng)將強(qiáng)勁的東北風(fēng)和北風(fēng)輸送南

4、下,導(dǎo)致歐亞大陸大范圍區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)低溫異常。說明強(qiáng)西伯利亞高壓很大程度上影響了中高緯度歐亞大陸上空的冷異常,同時也解釋了中緯度歐亞大陸和北冰洋地區(qū)溫度反相振蕩的分布特征。上述結(jié)論表明,不同的影響機(jī)制導(dǎo)致了極端低溫頻數(shù)不同的分布特征。
　　利用全球大氣環(huán)流模式,通過海冰強(qiáng)迫試驗,進(jìn)一步驗證了當(dāng)北極海冰快速融化后,歐亞大陸上空表現(xiàn)出加強(qiáng)的西伯利亞高壓的分布特征,與觀測場相比,模擬的西伯利亞高壓振幅中心更偏南。這表明加速消融的北極海冰通過