地形对大气海洋气候平均态和热量输送影响的耦合模式研究

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woaiwx521
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文利用美国国家大气研究中心(NCAR)开发的地球气候系统模式((CommunityEarth System Model,CESM1.0),研究了陆地地形改变后对平板世界的气候平均态、经圈环流、经向热量输送以及热带辐合带(ITCZ)的影响。设计了两组试验Flat和Real,前者陆地海拔均一为10米,没有任何起伏,海陆分布与地球一致,后者则是陆地海拔与海陆分布都模拟真实世界。与现实世界相比,平板世界气候偏于干冷。陆地地形的改变通过影响行星反照率,使得平板世界气候系统吸收的太阳辐射减少,大气和海洋温度有所下降。北半球的经向温度梯度强,导致北半球的大气经向热量输送比现实世界稍大。这些变化主要源于陆地地形改变导致行星反照率的改变,从而影响全球辐射平衡。尽管在两个试验中海洋平均温度场差别不大,但海洋气候平均态不尽相同。地形改变对大气和海洋经圈环流的影响很明显。与真实世界相比,平板陆地情形下大气-海洋经圈环流发生了重大改变。首先是年平均大气对流中心南移到赤道附近,从而使得大气哈德雷环流相对赤道对称。其次是海洋的经向翻转流变强,大西洋经向翻转流完全消失,取而代之的是在太平洋出现了强大的经向翻转流及热盐环流。在平板陆地情形下,北半球中高纬度大气抬升减弱,向北的大气热量输送减少,北半球温度降低,大气对流中心因而向赤道迁移。同时海洋向极地的热量输送也减弱,中高纬度海洋变冷,北太平洋海水密度增加很多,北大西洋海水密度降低,从而导致海洋经向翻转流从大西洋转移到太平洋。尽管平板世界的海洋环流相比于现实世界发生了巨大改变,总经向热量输送以及大气和海洋在其中所占的比例却与现实世界里相差不大。在我们的平板试验中,中小尺度的涡旋与扩散作用不明显,大尺度环流项作用在平板世界中纬度起着主导作用。  本研究与传统的(利用垂直方向的热量通量)估计经向热量输送的方法不同,采用直接方法(流场与温度场)计算了大气-海洋经向热量输送。直接方法具有清晰直观的物理意义,与动力过程直接联系,可以很方便讨论经向热量输送的瞬变过程。Flat中平均流对海洋经向热量输送的贡献很大。大气经向热量输送可分解为干空气和水汽的贡献。在低纬度,大气中水汽将热量向赤道输送,部分抵消了干空气的贡献;在中高纬度两者方向一致。从真实世界到Flat,大气经向热量输送和海洋经向热量输送均增大,使得气候系统中总的经向热量输送也随之增加。即便在平板世界这样的气候系统中,海洋对经向热量输送的贡献也仅在低纬度占主导,在中高纬度并不会超过大气的贡献。特殊的陆地地形为经向热量输送及其在大气和海洋之间分配的稳定性提供了有力的证据。地形改变会显著影响ITCZ的位置和强度。我们发现,Flat试验中double ITCZ位置变得更加对称距离更加宽阔,并且从海表温度、MOC以及经向热量输送等方面分析得知ITCZ强度有所减弱。
其他文献
在热带气旋移动的过程中,有时会遇到岛屿或山脉等可能高至850hPa的地形。如果地形与热带气旋发生相互作用,则可能在气旋的附近诱生低压涡旋,进而使热带气旋的结构、强度、路径发
利用1958~2005年新疆博州地区4个气象站点的气候资料,多视角统计分析了48年来博州地区的气候变化特点,并重点分析了与农业生产紧密相关的光、热、水、风等农业气候因子的变化。
史上最美的冬奥会索契——地球最北端的亚热带气候区,80%的面积是自然保护区。大高加索山脉阻挡了北方的冷空气,黑海如巨大的“暖水袋”散发热量,终年温暖湿润,全年2/3的日子
雷暴大风是我国暖季较频繁发生的一类灾害天气,其预报难度大。因此,需要对雷暴大风和产生雷暴大风的对流系统进行深入的研究。本论文首先使用2010-2014年全国地闪和重要天气报
梅雨锋暴雨是我国南方与长江中下游地区夏季主要灾害性天气之一。1998年夏季,在长江流域发生了一次全流域性与梅雨锋密切相关的严重洪涝灾害。导致这次灾害的主要原因是在6月
本文的研究目的在于分析印度洋偶极型异常海温的对亚洲和中国天气气候的影响,揭示其气候效应和太平洋ENSO异常海温气候效应的区别。   本文首先分析了印度洋异常海温的气候
学位
周恩来不知道肖华藏在叶剑英家,命令中央警卫局和造反派在北京全城寻找肖华。 事情并没有就此了结。 当天晚上12点刚过,上百辆汽车开到了肖华家住的景山东街,堵住了通往家中
  本论文讨论了不同影响因子对风蚀起沙(尘)的影响程度,分析了不同下垫面,包括戈壁沙漠、耕作前后的农田以及草方格沙障等的风蚀起沙(尘)量,将大气中尺度模式MM5和Shao(2001)
黄公望的笔墨结构如同音乐,有着清新、肃穆的艺术形象,充分体现了元代以书入画的时代特征。他创作的《富春山居图》更为元代山水画转型的代表作,其在继承传统的基础上对中国
党的基层组织建设是新时期党的建设伟大工程之基础,党的基层组织的地位与作用是这一伟大工程的基础之基础,研究好这个问题对于加强党的建设具有前提性、基础性的意义。笔者