北极海冰变化对北半球气候影响研究

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1、万方数据北极海冰变化对北半球气候影响研究学位论文答辩日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：—7舌萼天国》一、f乏忙淤珈{)铆孺短缈仇矗％ko夕弓万方数据谨以此论文献给我的导师、丈夫和父母万方数据独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得≤注；如没直甚宜盂要挂慰直明的：奎拦互空2或其它教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意

2、。学位论文作者签名：崔红车；包签字日期：刃件年仁月乃日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：l、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学、、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后

3、适用本授权书)学位论文作者签名：经毛L艳导师签字：考分1签字日期：力脚年／2月。日签字日期：为脚年f2月／0日万方数据北极海冰变化对北半球气候影响研究摘要自1979年有卫星观测记录以来，北极海冰面积特别是秋季海冰面积处于明显的下降趋势。2012年9月达到有观测记录以来的最低值为3．41百万平方公里，其次是2007年9月的4．13百万平方公里，而2013年9月比2012年同期增加了60％。本文研究了2007、2012年北极海冰达到极小值时，海冰融化区域不同的原因，以及2013年比2012年增加60％的原因。数据分析显示，北极秋季海冰融化区

4、域不同，与底层大气环流和上层海洋异常场的分布密切相关，冰一温(表面气温和海表面温度)和冰一汽三个正反馈机制等，5个条件共同作用，导致海冰融化。近几年冬季，北半球大陆地区极端天气事件频繁发生，冻雨、冷冬、暴雪等造成人类社会巨大的经济损失。结合北极秋季海冰减少，本文运用数据分析和数值试验方法，研究其对北半球中纬度地区气候变化的影响。得出，受北极秋季海冰减少的影响，东亚、北极地区冬季气温呈跷跷板结构。冬季极区冷空气更容易入侵东亚，造成严寒等极端天气，而极区气温则出现气候变化的“北极放大效应”：另外受北极秋季海冰减少的影响，夏季趋向变热而冬季趋

5、向变冷，冬、夏季温差变大，夏季易出现酷暑，冬季易出现严寒等极端天气事件；春、秋季升温明显，故夏季变长，春季提前进入夏季，秋季则滞后出现。海冰卫星数据显示，不同阶段北极海冰下降速度差异巨大，1996-2012年海冰平均下降速度比1979．1995年加快了近4倍。据此两阶段，本文分析了北极秋季海冰减少与北半球冬季大气环流的关系。数据分析和数值试验表明，海冰下降速率不同，所对应的大气环流模态截然不同：海冰下降慢时，西风急流加强，中纬度大陆地区出现暖冬；海冰下降快时，中纬度位势高度降低、西风急流和经向风减弱，使极区冷空气更加容易入侵中纬度地区，

6、从而东亚、北美等地更易出现冷冬。模式结果表明，北极秋季海冰减少的影响在秋季对极区最大，减少慢时极区升温比减少快时要强烈，减少快时较高纬度变冷；冬季，海冰减少的最大影响扩展到中纬度地区，减少慢时易造成暖冬，而快时易出现冷冬；春季，这种影响减弱，且已移动到更低纬度；夏季，新一轮海冰开始融化，极区大气环流又发生变化，周而复始。l万方数据若按目前北极秋季海冰下降速度推演，将来不久北极会面临海冰全部融化的风险。气候模型估计北极夏季将在2030年左右无冰。基于此本文设计了北极9月无冰试验，研究无冰对北半球大气环流的影响。实验结果显示，北极无冰使秋季

7、极区气温明显降低；冬季，中纬度地区气温升高：直到夏季，无冰对大气环流的影响传输到热带等更低纬度。北极海冰继续快速融化直至无冰，北半球中纬度地区不仅在春、夏、秋三季变暖，冬季的冷冬也会消失，而转为暖冬。卫星数据显示，2013年秋季北极海冰没像往年一样继续下降，反而比2012年同期增加了60％，而2013年冬季北美遭受了几十年不遇的严寒和暴雪袭击。通过数据分析和数值试验探讨得知，2013年北美冷冬基本上是由于在北极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。北极秋季海冰变化，使北美2013年冬季位势高度

8、场降低、经向风减弱、极地寒流入侵，造成了北美冷冬极端天气事件。若只是与气候态相比，2013年海冰下降的情况，不会造成2013年北美冬季极端严寒天气。北极秋季海冰在2007年和2012年分别达到次小值和最小值