联合GRACE和气象水文数据研究2010～2016年亚马孙平原水储量异常变化与极端气候和ENSO的关系

利用GRACE时变重力场模型反演2009-07～2017-06期间亚马孙平原的水储量变化,在移除趋势和季节性周期信号后,计算得到其与ENSO指数之间具有较强的相关关系和一定的时延性,并从季节层面进行分析得到ENSO对亚马孙平原旱、雨两季的不同影响,表现为旱季受到ENSO显著影响而雨季受到的影响则较小。最后,结合水文数据分析指出,ENSO会通过影响降雨量进而影响相应区域的水储量变化,且该现象在流域内两次极端旱灾中有较为突出的表现。     

南北极海冰变化及其影响因素的对比分析

海冰是海洋-大气交互系统的重要组成部分,与全球气候系统间存在灵敏的响应和反馈机制。本文选用欧洲空间局发布的1992—2008年海冰密集度数据分析了南北极海冰在时间和空间上的变化规律与趋势,并结合由美国环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和美国大气研究中心(National Center for Atmospheric Research, NCAR)联合制作的NCEP/NCAR气温数据和ENSO指数探讨了南北极海冰变化的影响因素。结果表明,北极海冰面积呈明显的减少趋势,其中夏季海冰最小月的减少更快。北冰洋中央海盆区、巴伦支海、喀拉海、巴芬湾和拉布拉多海的减少最明显。南极海冰面积呈微弱增加趋势,罗斯海、太平洋扇区和大西洋扇区的海冰增加。北极海冰面积与气温有显著的滞后1个月的负相关关系(P0.01)。北极升温显著,北冰洋中央海盆区、喀拉海、巴伦支海、巴芬湾和楚科奇海升温趋势最大,海冰减少很明显。南极在南大西洋、南太平洋呈降温趋势,海冰增加。北极海冰减少与39个月之后ONI的下降、40个月之后SOI的上升密切相关;南极海冰增加与7个月之后ONI的下降、6个月之后SOI的上升存在很好的响应关系。南北极海冰变化与三次ENSO的强暖与强冷事件有很好的对应关系。     

羌塘盆地查郎拉地区中新生代古气候演化初探

通过野外遥感调研和收集整理大量剖面及路线地质资料，讨论了羌塘盆地查郎拉地区气候常量元素、变价元素及微量元素特征；气候沉积物及其分布特征，结合已有的气候指示性古生物化石及岩相古地理资料，首次系统地演绎了本区中新生代古气候特征及其变迁演化史。划分出8个气候旋回，指出晚三叠世为热带亚热带温热半潮湿－潮湿气候，组成第I气候旋回；中株罗世呈热带亚热带半干旱→半潮湿气候的周期性变化，组成第Ⅱ、Ⅲ气候旋回；晚株罗纪经历了热带炎热半干燥→温暖半潮湿和潮湿→炎热半干燥气候的演化，组成第Ⅳ、Ⅴ气候旋回；白垩纪气候早期呈温暖半潮湿，晚期转为半干燥－干燥热带、亚热带气候，组成第既Ⅵ、Ⅶ气候旋回；第三纪为内陆亚热带的干燥、半干燥→高原温凉气候；第四纪曾出现过6次冰期和5次间冰期，新生代总体经历了剧烈而频繁的冷暖波动，气候日益干燥和寒冷。最后简单分析了气候旋回与沉积旋回、构造运动和青藏高原隆升的叠加耦合关系，以及古气候变迁的主因。     

末次冰期贵州七星洞石笋高分辨率气候记录与Heinrich事件

通过对贵州都匀七星洞Q4、Q6石笋进行高精度的TIMS-U系测年和氧同位素分析,建立了末次冰期60．5kaB P以来都匀凯酉地区高分辨率的古气候变化时间序列。通过与格陵兰GISP2冰心的δ^18O曲线对比分析,初步揭示并探讨了末次冰期以来反映的短时间尺度气候快速变化的D-O旋回事件1-18和Heinrich事件H1～H5在黔南七星洞中的石笋记录,并对冷事件发生的年代给出了界定。研究表明,黔南60．5kaB P以来石笋记录冷暖事件所反映出的古季风环流变化,明显受北大西洋气候振荡的影响,显示与北极地区存在着古     

副热带东北太平洋海表温度异常的传递及与ENSO的联系

厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation, ENSO)现象是地球气候系统中最主要的年际变化信号之一,对其形成机制和预报的研究具有重要的理论和现实意义。本文基于ERSST v4海表面温度资料与NCEP/NCAR Reanalysis大气再分析资料,通过回归分析与合成分析等方法,研究了副热带东北太平洋海区海表面温度(sea surface temperature, SST)异常信号的传递机制及其与ENSO现象的联系。诊断结果表明,副热带东北太平洋SST异常与ENSO指数有很好的正相关关系。副热带东北太平洋SST异常的暖信号超前于ENSO指数约半年时间,通过风-蒸发-海温的反馈机制,沿东北-西南方向向赤道中太平洋缓慢传递。更进一步的数值实验显示,副热带东北太平洋的正SST异常信号的确可以影响大气环流场,使其西南方向的海面风速减弱,蒸发潜热通量减少,从而使信号向西南方向传递。     

几种统计模型对热带印度洋海温异常的预报

本文利用神经网络模型、多元线性回归模型和马尔科夫模型分别建立了统计预报模型,对热带印度洋海表温度异常(SSTA)和印度洋偶极子(IOD)指数进行了63 a的长时间回报实验,并详细比较了线性和非线性统计预报模型的差异。结果表明:统计模型对IOD指数的预报技巧和现有动力模式预报技巧相差不大,对偶极子指数(DMI)有效预报时效为3个月,东极子指数(EIO)为5～6个月,西极子指数(WIO)达到8～9个月。IOD事件强烈的季节锁相特性使得对秋季的DMI指数可以提前4个月做出有效预报。加入同期的ENSO指数来预报IOD指数,能有效地提高IOD预报技巧,特别是对IOD峰值的预报。复杂的神经网络模型和简单的多元线性回归模型在对SSTA和IOD指数的预报具有同等的效果。     

西风爆发在CMIP5 中的模拟评价

赤道西风爆发现象(西风爆发)是指赤道表面西风突然增大的现象,已有研究表明赤道太平洋西风爆发与ENSO (El Niño-Southern Oscillation) 有密切的关系。本文就西风爆发现象在CMIP5中的模拟情况进行了相关评价,并将其与观测结果进行对比;同时对西风爆发与ENSO的关系、西风爆发与MJO的关系进行了细致的分析与评价。研究结果表明,模式可以很好地再现西风爆发随厄尔尼诺事件发生而向东移动的现象,这主要是由于赤道太平洋西风爆发与赤道太平洋海表温度有很好的对应关系。在大部分模式中,西风爆发领先于厄尔尼诺的发生,并对厄尔尼诺的发展有着相应的影响。与前人的研究结果不同,利用蒙特卡洛验证法证明MJO不能显著地增加西风爆发发生的概率,这一点也在大部分CMIP5模式中有所体现。     

Dynamic of ENSO towards upwelling and thermal front zone in the east coast of Peninsular Malaysia

The El Ni?o Southern Oscillation(ENSO) is a natural phenomenon that relates to the fluctuation of temperatures over the Pacific Ocean. The ENSO significantly affects the ocean dynamics including upwelling event and coastal front. A recent study discovered the seasonal upwelling in the east coast of Peninsular Malaysia(ECPM), which is significant to the fishery industry in this region. Thus, it is vital to have a better understanding of the influence of ENSO towards the coastal upwelling and thermal front in the ECPM. The sea surface temperature(SST) data achieved from moderate resolution imaging spectroradiometer(MODIS) aboard Aqua satellite are used in this study to observe the SST changes from 2005 to 2015. However, due to cloud cover issue, a reconstruction of data set is applied to MODIS data using the data interpolating empirical orthogonal function(DINEOF) to fill in the missing gap in the dataset based on spatial and temporal available data. Besides, a wavelet transformation analysis is done to determine the temperature fluctuation throughout the time series. The DINEOF results show the coastal upwelling in the ECPM develops in July and reaches its peak in August with a clear cold water patch off the coast. There is also a significant change of SST distribution during the El Ni?o years which weaken the coastal upwelling event along the ECPM. The wavelet transformation analysis shows the highest temperature fluctuation is in 2009–2010 which indicates the strongest El Ni?o throughout the time period. It is suggested that the El Ni?o is favourable for the stratification in water column thus it is weakening the upwelling and thermal frontal zone formation in ECPM waters.     

ENSO强度模拟差异对全球变暖下热带太平洋大气变化预估结果的影响

热带太平洋海洋大气耦合系统对全球变暖的响应是气候变化的热点问题.前人研究发现,气候模式的模拟偏差对于全球变暖响应结果有重要影响.本文利用美国大气研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)的地球系统模式(The Community Earth System Model,CESM)中的大气模式(Community Atmosphere Model version 5,CAM5)设计数值试验,在相同的SST(Sea Surface Temperature)增暖强迫下,通过改变海洋SST的年际变化振幅,来分析热带海洋年际变化强度的模拟对未来热带海区降水和大气环流场未来变化的影响.试验结果表明,随着SST年际变化强度的增加,全球变暖后热带太平洋降水变化的东西不对称性,以及向暖池区域辐合的风场变化等特征都逐渐减弱.进一步的分析发现,不同年际变化信号导致的大气场变化差异主要发生在冬季,是由于热带太平洋SST年际变化主模态ENSO(El Nino Southern Oscillation)的不对称性造成的:在厄尔尼诺年,强(弱)的年际变化信号会造成降水在东太平洋产生较大(小)的变化;而在拉尼娜年和正常年份,年际变化信号的强弱对热带降水变化的影响则不大.当热带海温的年际变化较大时,厄尔尼诺年的海温异常更强,造成的降水和风场的变化特征也会更加显著.     

1980～1999年热带太平洋次表层盐度年际变化同化数据分析

通过统计方法利用一套海洋同化数据分析了热带太平洋次表层的盐度变化特征.结果表明次表层盐度的年际变化与ENSO相关,且次表层盐度信号区域呈东西方向“跷跷板”的分布.对影响这些次表层的盐度信号区域平均的纬向平流、经向平流、垂直运动和淡水通量异常等因素进行了分析,并且与影响表层盐度年际变化模态的影响因素差异进行了比较,结果表明,纬向平流的异常对表层盐度的异常变化影响较大,而对次表层盐度异常有较大影响的是海水的垂直运动异常.