东亚冬季风的主模态特征及其与海冰和海温的关系.pdf

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1、东亚冬季风的主模态特征及其与海冰和海温的关系TheMajorModesoftheEastAsianwinterMonsoonandTheirRelationshipwithSea-iceandSeaSurfaceTemperature高聪晖黄菲教授全日制学术学位气象学海洋—大气相互作用201365谨以此文献给：我所敬爱的老师，友谊长存的朋友，以及挚爱的家人！——高聪晖东亚冬季风的主模态特征及其与海冰和海温的关系学位论文答辩日期：2013年6月5日指导教师签字：答辩委员会成员签字：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

2、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，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得（注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空）或其他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。学位论文作者签名：签字日期：年月日---------------------------------------------------------------------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

3、，并同意以下事项：1、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适用本授权书）学位论文作者签名：导师签字：签字日期：年月日签字日期：年月日东亚冬季风的主模态特征及其与海冰和海温的关系摘要本文利用

4、经验正交分解方法和1948~2011年NCEP/NCAR再分析资料，研究东亚冬季风的空间结构及其环流特征。研究结果表明，东亚冬季风表现为冬季风高纬模和冬季风低纬模这两种主要模态，它们一起可以解释总方差68.4%的变化，其中冬季风高纬模反映的是冬季风在西伯利亚源地的强度变化特征，而冬季风低纬模反映的是冬季风沿着青藏高原东侧向南扩展的程度。进一步分析表明，强的冬季风高纬模对应北大西洋（NAO）负位相的空间分布，500hPa东亚大槽西移，高空西风急流向西北方向移动，欧亚大陆北部地区出现显著降温。而强的冬季风低纬模对应西伯利亚高压和阿留申低压

5、的向南加强，500hPa东亚大槽向南延伸，高空的东亚西风急流也向南加强，有利于冷空气南下入侵到我国南海，引起大范围的降温现象。通过谐波分析方法分别滤出冬季风高纬模和冬季风低纬模的年际分量和年代际分量，对比分析两种模态的冬季风在年际尺度和年代际尺度上的环流差异和热源异常。结果表明，冬季风高纬模在年际尺度上的环流异常分布与年代际尺度的相类似，但是环流异常变化更明显、位置更偏北。冬季风低纬模在年代际尺度上的环流异常特征与其年际尺度的存在明显的差异，但是与冬季风高纬模年代际分量的环流分布比较相似。冬季风高纬模在年际尺度上与秋季西西伯利亚地区的

6、积雪面积正相关，在年代际尺度上与格陵兰海—巴伦支海的海冰异常正相关；而冬季风低纬模在年际尺度上与ENSO负相关，在年代际尺度上与格陵兰海—巴伦支海的海冰异常存在较弱的正相关关系。不考虑长期变化趋势的影响，冬季风高纬模在年代际尺度上仍与冬季格陵兰海的海冰异常显著正相关；而冬季风低纬模与冬季巴伦支海—喀拉海的海冰异常显著负相关。通过季节经验正交分解方法初步探讨冬季风在前、后冬的演变特征，发现冬季风高纬模在前、后冬具有一致的变化趋势，但是后冬的变化幅度更强，环流异常更显著，这种变化可能跟格陵兰海—巴伦支海的海冰异常有关。冬季风低纬模在前、后

7、冬的变化趋势基本一致，但是在前冬主要体现为冬季风向南扩展的程度，ENSO对它的影响较为显著，而在后冬主要反映的是冬季风的强度变化，这主要受蒙古以南地区的积雪面积异常变化的影响。除此之外，冷空气在东亚北部地区还存在前、后冬反相变化的模态，这种反位相模态与北极海冰和ENSO不存在密切的联系，但是秋季西西伯利亚—贝加尔湖地区的积雪异常变化对其具有一定的预报意义。关键词：东亚冬季风；高纬模；低纬模；反位相模态；北极海冰；雪盖TheMajorModesoftheEastAsianWinterMonsoonandTheirRelationship

8、withSea-iceandSeaSurfaceTemperatureAbstractToinvestigatethespatialstructureandcirculationcharacteristicsofEast