北极平流层冬季早期变暖的GCM模拟研究

【摘要】：观测表明北极平流层自20世纪70年代末以来在冬季早期(11~12月)存在变暖的趋势。为了验证该趋势是否是由于海面温度(SST)升高造成的,我们使用观测的全球SST强迫一个全球大气环流模式(AGCM)。集合模拟的结果表明,在SST强迫下,北极平流层呈现统计显著的变暖趋势,极地对流层也有相对较弱的变暖趋势,但统计显著性较低。通过对模拟的位势高度进行经验正交函数(EOF)分析,我们发现北半球位势高度第一模态(EOF1)的空间结构非常类似于北极涛动(AO)或北半球环状模(NAM),其平流层主分量时间序列在冬季早期呈现统计显著的负趋势。与负的AO趋势相对应的是,对流层高纬度和平流层中高纬度波动增强,说明极区变暖是由于波动增强产生的极区绝热加热增强造成的。另外,模拟的结果还表明北极平流层不仅在冬季早期出现变暖的趋势,在冬季晚期(2~3月)北极平流层低层也出现弱的变暖趋势。SST强迫导致北极平流层冬季变暖不利于异相臭氧化学反应的发生,这对极地平流层臭氧恢复有着重要意义。 【作者单位】： 北京大学物理学院大气科学系;
【关键词】： 平流层臭氧 SST变暖 行星波动 臭氧损耗 气候变化 对流层顶 气候趋势 再分析资料 变化趋势 位势高度
【基金】：国家自然科学基金资助项目40575031、40533016 教育部科学技术研究重点项目106002 博士点基金20070001002 新世纪人才计划 国家重点基础研究发展规划项目2007CB411801
【分类号】：P421.32
【正文快照】： 1引言观测分析表明,近三十年来北半球中高纬度地区在冬季早期与晚期呈现几乎相反的气候趋势(Hu et al.,2005)。这一相反的气候趋势表现为:在冬季早期(11~12月份)北极平流层变暖,极涡和极夜急流减弱;在冬季晚期(2~3月份)极区变冷,极涡和极夜急流加强。这一相反的气候趋势不仅

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