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欧亚沿岸海冰变化及其与中国气温和降水关系的诊断分析研究

董新宁  
【摘要】:本文使用Hadley中心1953年1月-2002年12月的海冰密集度资料和NCEP 高度场资料,及1951年1月-2001年12月我国160站气温和降水资料,运用 多种统计方法对欧亚大陆沿岸的海冰作全面、系统的分析。结果表明:欧亚大陆 各海域的海冰大都表现出不同程度的减少趋势,特别是欧洲沿岸海冰的趋势为显 著,而亚洲沿岸的部分海域甚至有增加的趋势,造成地域自西向东变化时,海冰 减少的趋势有所减缓的现象;线性趋势变化的时域特点是:海冰的减少主要发生 在海冰的消融期(即夏季和秋季),而海冰增长季节(冬季)甚至呈现海冰异常 增长的趋势。Mann-Kendall突变分析发现欧洲沿岸海冰在近五十年呈现一致的减 少,特别是在近20年这种趋势非常的显著;亚洲沿岸海冰的变化过程相对比较 复杂,总体而言就是夏秋季基本呈现波动式变化-显著的减少,冬春季基本是增 加-减少-增加的变化过程,欧洲的海冰发生突变的时间较早,大约在20世纪 80年代初,而亚洲的突变时间则是在20世纪80年代末。Morlet小波分析发现, 在80年代以前欧洲沿岸海冰的周期多集中在10年左右,近20年来周期显著的 缩短到5年,甚至更短;亚洲沿岸的海冰变化周期在近50年几乎都有显著20年 左右的长周期,进入90年代以来,该区域大部分海冰的周期也显著的缩短。对 比发现,欧洲沿岸的海冰周期总体上比亚洲沿岸的周期短,周期发生跃变以后的 情况也是如此,欧洲海冰周期整体发生变化的时间也比亚洲部分的早。欧洲沿岸 海冰较少的环流背景是高纬度极区的气压偏低,中纬度气压偏高基本呈环状分 布,可能的解释是极区低压和中纬度高压同时加强,导致中高纬西风加强,驱动 大西洋暖流变强,输送到高纬度的热量增多,改变了海冰所在海域的热量分布形 势,导致了欧洲沿岸海冰的减少,反之亦然;而亚洲部分海冰较少年的环流背景 和欧洲的形势基本相反,即高纬度极区气压偏高,中纬度高压气压偏低,简单的 天气学解释是极区气压偏高、中纬度高压较强时,极地低压较弱,其控制的低温 区范围较小,亚洲高纬海冰范围就较少。同一海域,对比不同高度发现,欧亚沿 岸海冰轻重冰年这种环流差异场形势在整个对流层都具有相当正压的结构。 欧亚沿岸海冰与我国气候的关系主要体现在气温上。海冰与气温的关系里, 一区海冰与气温的关系要好于二区海冰与气温的关系,即欧洲沿岸海冰与我国气 温的关系更加密切,其中冬季气温与一区海冰的关系最为显著。一区海冰与春夏 硕士学位论文 (冬)季气温的显著相关时段集中在海冰超前春夏(冬)季气温9一12个月(1S 个月),而秋季气温与超前它9个月的二区海冰关系最密切;一区海冰分别与落 后其6个月(24个月)的春(冬)季降水相关性最好,夏(秋)季降水则是与 超前其24(9)个月的二区海冰关系密切。显著相关最常出现的区域包括:黄河 中游、长江中上游、华北、淮河流域和新疆的部分地区。 关键词:北极海冰:气温;降水;合成分析;相关分析 Researeh on Changes of Sea一Iee in Eurasian And Its RelationshiP with Air TemPerature And PreeiPitation in China AbstraCt Using some statistical methods,Aictic sea-ice in Eurasian eontinent for 1953.1一2002.12 and its relationshiP with el诵ate ofChinawasexamined.TheresultS show thata加ost all ofthe sea一ice in eight regions are deereasing,esPeeially sharply in EuroPe,but there are even increasing trend ofthat in Asia .Seasonal eharaeter 15 that there 15 the more eute decreasing in the ice一meitingt加e,i.e.in surnrner and fall. In winter and sPring,some Plaees show sea-iee inereasing .The fact that sea-ice around EuroPe disPlay the eoincidental eharacter,that 15 decreasing .On the eontr田了 there are some differences aroong sea一iee in Asia,the ehanges in surorner and fall seem from wave一like to substaniial deereasing,the ehanges in winter and sPring isa Proeession ofinereasing刁ecreasing一increasing.T如es ofabruPt ehange ofsea一ieein differeni regions are also different,the time in Asia 15 in end of 1980’s,which 15 later than that in EuroPe(the beginning of 1980’s).Andt而es ofAbruPt changes in sPring /s umrner are little earlier than that in winter/fa 11.研厄velet analssis加d the feature of frequency 15 regional and seasonal .Frequeney of EuroPe 15 10 years before the 1980’5 and shorter than 10 yearsa丘er 1990,5 .In Asian,sea一ice has the frequency about 20 years and become shorter eniering 1990,5.To eomParative them,that frequencies in EuroPe 15 much shorter than that in Asia 15 found .There are almost eontrary Pattem ofgeneral atmosPherice正eulation in the same eondition ofsea一iee in EuroPe and Asia.认飞cn there eomes the deePer low in Polar and stronger high in mid一Iat议ude,the west wind tum stronger,leading the stronger NOrth Ailani


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