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文檔簡(jiǎn)介
1、自1979年有衛(wèi)星觀測(cè)記錄以來,北極海冰面積特別是秋季海冰面積處于明顯的下降趨勢(shì)。2012年9月達(dá)到有觀測(cè)記錄以來的最低值為3.41百萬平方公里,其次是2007年9月的4.13百萬平方公里,而2013年9月比2012年同期增加了60%。本文研究了2007、2012年北極海冰達(dá)到極小值時(shí),海冰融化區(qū)域不同的原因,以及2013年比2012年增加60%的原因。數(shù)據(jù)分析顯示,北極秋季海冰融化區(qū)域不同,與底層大氣環(huán)流和上層海洋異常場(chǎng)的分布密切相關(guān)
2、,冰-溫(表面氣溫和海表面溫度)和冰-汽三個(gè)正反饋機(jī)制等,5個(gè)條件共同作用,導(dǎo)致海冰融化。
近幾年冬季,北半球大陸地區(qū)極端天氣事件頻繁發(fā)生,凍雨、冷冬、暴雪等造成人類社會(huì)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。結(jié)合北極秋季海冰減少,本文數(shù)據(jù)分析運(yùn)用和數(shù)值試驗(yàn)方法,研究其對(duì)北半球中緯度地區(qū)氣候變化的影響。得出,受北極秋季海冰減少的影響,東亞、北極地區(qū)冬季氣溫呈蹺蹺板結(jié)構(gòu)。冬季極區(qū)冷空氣更容易入侵東亞,造成嚴(yán)寒等極端天氣,而極區(qū)氣溫則出現(xiàn)氣候變化的“北極
3、放大效應(yīng)”;另外受北極秋季海冰減少的影響,夏季趨向變熱而冬季趨向變冷,冬、夏季溫差變大,夏季易出現(xiàn)酷暑,冬季易出現(xiàn)嚴(yán)寒等極端天氣事件;春、秋季升溫明顯,故夏季變長(zhǎng),春季提前進(jìn)入夏季,秋季則滯后出現(xiàn)。
海冰衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示,不同階段北極海冰下降速度差異巨大,1996-2012年海冰平均下降速度比1979-1995年加快了近4倍。據(jù)此兩階段,本文分析了北極秋季海冰減少與北半球冬季大氣環(huán)流的關(guān)系。數(shù)據(jù)分析和數(shù)值試驗(yàn)表明,海冰下降速率不同
4、,所對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流模態(tài)截然不同:海冰下降慢時(shí),西風(fēng)急流加強(qiáng),中緯度大陸地區(qū)出現(xiàn)暖冬;海冰下降快時(shí),中緯度位勢(shì)高度降低、西風(fēng)急流和經(jīng)向風(fēng)減弱,使極區(qū)冷空氣更加容易入侵中緯度地區(qū),從而東亞、北美等地更易出現(xiàn)冷冬。模式結(jié)果表明,北極秋季海冰減少的影響在秋季對(duì)極區(qū)最大,減少慢時(shí)極區(qū)升溫比減少快時(shí)要強(qiáng)烈,減少快時(shí)較高緯度變冷;冬季,海冰減少的最大影響擴(kuò)展到中緯度地區(qū),減少慢時(shí)易造成暖冬,而快時(shí)易出現(xiàn)冷冬;春季,這種影響減弱,且已移動(dòng)到更低緯度;夏
5、季,新一輪海冰開始融化,極區(qū)大氣環(huán)流又發(fā)生變化,周而復(fù)始。
若按目前北極秋季海冰下降速度推演,將來不久北極會(huì)面臨海冰全部融化的風(fēng)險(xiǎn)。氣候模型估計(jì)北極夏季將在2030年左右無冰?;诖吮疚脑O(shè)計(jì)了北極9月無冰試驗(yàn),研究無冰對(duì)北半球大氣環(huán)流的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,北極無冰使秋季極區(qū)氣溫明顯降低;冬季,中緯度地區(qū)氣溫升高;直到夏季,無冰對(duì)大氣環(huán)流的影響傳輸?shù)綗釒У雀途暥?。北極海冰繼續(xù)快速融化直至無冰,北半球中緯度地區(qū)不僅在春、夏、秋三
6、季變暖,冬季的冷冬也會(huì)消失,而轉(zhuǎn)為暖冬。
衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示,2013年秋季北極海冰沒像往年一樣繼續(xù)下降,反而比2012年同期增加了60%,而2013年冬季北美遭受了幾十年不遇的嚴(yán)寒和暴雪襲擊。通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)值試驗(yàn)探討得知,2013年北美冷冬基本上是由于在北極秋季海冰快速下降的大背景下,2013年秋季海冰突然比2012年同期增加60%所致。北極秋季海冰變化,使北美2013年冬季位勢(shì)高度場(chǎng)降低、經(jīng)向風(fēng)減弱、極地寒流入侵,造成了北美冷
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