北半球冬季極區(qū)平流層溫度十年際變化的研究.pdf

1、采用ERA-Interim再分析資料、大氣化學(xué)氣候模式(CCMVal)資料，并結(jié)合中高層大氣模式（MUAM）作為主要研究手段，重點(diǎn)從輻射和動(dòng)力角度分析了上世紀(jì)后二十年(1980-2000)冬季平流層氣候變化，討論了溫室氣體濃度變化以及動(dòng)力下邊界變化及其綜合效應(yīng)對(duì)平流層溫度、環(huán)流、波活動(dòng)等的影響，并探討其可能的影響機(jī)理，主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:
　　(1)本文首先利用ERA-Interim再分析資料和CCMs模式集資料，采用波活動(dòng)診斷

2、方法，對(duì)比分析了北半球冬季平流層溫度、環(huán)流以及行星波活動(dòng)在上世紀(jì)后二十年的變化。診斷發(fā)現(xiàn)，北半球12月高緯度地區(qū)中低平流層呈增溫趨勢(shì);而1-2月溫度變化呈冷卻趨勢(shì)。在12月中高緯度中上平流層緯向風(fēng)明顯減速;而在1-2月高緯度中高平流層，隨著緯度和高度的增加，緯向風(fēng)呈明顯加速趨勢(shì)。冬季北半球準(zhǔn)定常行星波主要沿低緯度和極地波導(dǎo)兩支波導(dǎo)向上傳播。但是，12月準(zhǔn)定常行星波沿低緯度波導(dǎo)的傳播減弱，沿極地波導(dǎo)向平流層整層的傳播則明顯增強(qiáng)。而1-2月

3、準(zhǔn)定常行星波沿低緯度波導(dǎo)的傳播明顯增強(qiáng)，沿極地波導(dǎo)向平流層的傳播則減弱。因此，北半球極區(qū)平流層1980-2000年間12月與1-2月波流相互作用的年代際變化形勢(shì)趨于相反，有必要針對(duì)冬季不同月份分開(kāi)進(jìn)行討論。
　　(2)利用MUAM模式設(shè)計(jì)了相關(guān)敏感性數(shù)值試驗(yàn)，通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)1980-2000冬季平流層溫度變化主要由溫室氣體濃度變化以及下邊界條件變化引起。12月北半球高緯平流層臭氧濃度顯著下降，即臭氧損耗，北半球極區(qū)附近臭氧顯

4、著減少，對(duì)紫外輻射的吸收作用也隨之減小，因此導(dǎo)致極區(qū)平流層溫度降低。與此同時(shí)CO2濃度顯著增加，由于二氧化碳強(qiáng)烈發(fā)射紅外輻射，因此會(huì)導(dǎo)致平流層溫度下降。臭氧、CO2等輻射活躍氣體濃度變化及其輻射強(qiáng)迫作用對(duì)北半球平流層都有顯著的影響，但CO2濃度增加對(duì)北半球平流層的影響更大。南北半球極地平流層對(duì)下邊界條件變化的不對(duì)稱響應(yīng)明顯，這主要與南北半球不同的下邊界條件及與之相關(guān)的行星波活動(dòng)和波傳播過(guò)程有關(guān)。
　　(3)在1980-2000年間