全球变暖背景下多种资料的高空温度特征分析

【摘要】：全球地面增暖已成为不争的事实,高空气候变化研究逐渐成为大气科学研究的热点问题之一。但是,目前高空大气研究面临着由于资料多源性所带来的长期趋势结果不确定性等难题,尤其是再分析资料的可靠性不断受到质疑。因此,本文利用三套探空资料RATPC、Angell (Angell54、Angell63)和CMA-OBS(OBS),四套再分析资料NCEP/NCAR(NCEP1)、NCEP/DOE(NCEP2)、ERA-40(ERA40)和JRA-25(JRA)以及卫星观测资料MSU等多种温度资料,比较分析了在全球不同区域、不同高度、不同年代高空温度长期变化趋势的差异,并着重分析了四套再分析资料在中国东南部的适用性。主要结论如下： 就全球不同区域的典型站而言,NCEP资料与探空观测资料的相关性最好,JRA在平流层下层与其他几套资料差异较大,ERA40在部分测站对流层上层存在偏差,中低纬地区尤甚。就中国东南部而言,与探空资料相比,再分析资料在高空各层偏差程度不同。除JRA外的三套再分析资料均以对流层顶为界,平流层数值偏高,对流层数值偏低,500hPa以下偏差逐渐变小；并伴有显著的年代际变率,1990s初NCEP1和NCPE2在对流层中上层的负偏差显著增强,90s末开始回升,2005年后转为正偏差。然而,与全球平均结果一致的是JRA再分析资料在1998年前平流层温度始终偏低于探空资料,21世纪初转为正偏差,这可能与JRA资料在同化过程中将TOVS资料换为ATOVS资料有关。气候平均态而言,NCEP1资料最接近于探空资料。然而,NCEP2的气候变化趋势最强,JRA最弱。中国东部上空平流层低层和对流层中上层的温度与对流层低层具有反相的变化趋势,但冬、夏季转折点不同,夏季为700hPa,而冬季为200hPa。 此外,本文进一步结合中国区域160站地面气温,分析了中国东部上空温度与全球变暖的协同性。结果显示：1980年以来的高低空温度特征较80年代之前呈现出显著的年代际差异,表现为1980年以来中国东部上空各层年平均温度与地面温度的关系越来越密切,其中高空降温与全球变暖存在显著关系;近30年来,不论是对流层中下层的增温幅度还是对流层上层至平流层的降温幅度均较80年代之前更加剧烈；北方地区上空温度季节变化幅度较大,南方地区上空温度季节变化幅度较小；中国东部低空(近地面至300hPa)温度在不同区域、不同季节对全球变暖的响应不同,在地域上以350N为界,以北无降温,以南有降温,在季节上,冬季均升温,夏季有降温。 【关键词】：探空资料 再分析资料 适用性分析 高低空温度变化 全球变暖
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P468.021
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究目的和意义10-11
• 1.2 高空资料对比研究的现状11-12
• 1.3 问题的提出12-13
• 1.4 本文的研究内容13-14
• 1.5 本文的创新之处14-16
• 第二章 资料和方法16-24
• 2.1 资料说明16-18
• 2.2 资料处理18-19
• 2.3 方法说明19-24
• 第三章 全球多种高空温度资料对比分析24-38
• 3.1 多种高空温度资料在典型站的对比分析24-25
• 3.2 多种高空温度资料在不同纬度带的对比分析25-27
• 3.3 多种高空温度资料在不同高度的对比分析27-29
• 3.4 本章小结29-30
• 本章附图30-38
• 第四章 中国区域多种高空温度资料对比分析38-54
• 4.1 中国东南部再分析资料与探空资料的比较38-44
• 4.2 典型台站分析44-45
• 4.3 本章小结45-47
• 本章附图47-54
• 第五章 全球变暖背景下中国东部上空温度特征分析54-66
• 5.1 高低空温度与地面温度的关系54-56
• 5.2 高低空温度季节变化特征56-58
• 5.3 高低空温度突变特征58
• 5.4 高低空温度变化趋势分布特征58-59
• 5.5 本章小结59-61
• 本章附图61-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 主要结论66-67
• 6.2 问题与展望67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74

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