亚洲的表面温度和降水的变化特征在21世纪初

文摘

亚洲大陆的特点分析的基础上成为21世纪初冷冬季全球变暖的背景下,亚洲气候变暖洞(不在)指数提出了冷事件过程中测量强度。结果表明,亚洲大陆的确是经历一个阶段在21世纪初的冬天冷,但它只是在一个寒冷的阶段,在未来将变得温暖。近年来,冬天冷事件的活动具有明显的quasi-four-year周期,可以反映在大气环流,AO(北极振荡)可能发挥非常重要的作用。它是可信的,亚洲表面温度将会上升在未来3 - 4年与2011年相比冬天,表示相应的降水可能会增加。

1。介绍

今天,全球变暖已经成为一个共识对于大多数气象学家自工业化以来,这是归因于人为强迫和自然变化(1- - - - - -3]。例如,气候模型表明,全球变暖将继续,如果温室气体排放(温室气体)增强和大气突出的年代际气候可变性已经被提议作为关键因素模拟(4]。然而,由于当地的区域差异的条件下,全球变暖是不一致的。霍顿等人2001年提出中心北美大陆夏季的降温趋势(5]。随后,锅等人暗示“变暖洞”夏季寒冷地区的北美大陆,模拟了“北美变暖洞”反馈机制由当地温室气体模型;蒸发的影响,降水和低空急流(LLJ)在这一地区仔细分析了6]。Kunkel等人使用超级multimodel合奏(MME)项目阐述北美的可预测性变暖洞和进一步讨论这一现象的原因从自然变化或边界条件迫使[7]。当地相对冷却事件在世界各地的全球变暖已经引起广泛的关注(8]。

气候变化的气候信号和噪声。气候由慢变信号的变化迫使反常气候系统的边界条件(9- - - - - -11]。当气候变化信号的比例高到足以克服噪声的破坏影响,气候异常可能出现一个特定程度的可预测性(12]。此外,气候系统不渐进;它改变从一个阶段到另一个在短时间内相对稳定,这被称为一个突然的气候变化(13,14]。以前的研究对发展中检测方法和处理过渡过程表明,可以探测到一些信号在(前)突然的气候变化15- - - - - -17]。

如何检测信号的全球(趋势)和区域气候变化一直是一个核心问题在最近的气候变化研究18]。华莱士等人提出了偏最小二乘(PLS)动态调整应用于去除表面空气温度趋势在北半球温带大陆在寒冷季节(19]。关等人跟着这个想法调查最近的气候变暖趋势放缓(WTS)和确认动态诱导变异导致出世在北半球(20.]。众所周知,全球变暖在过去的30年里,速度快,很多论文讨论了可能的机理,在21世纪“中断”(21- - - - - -24]。然而,仍然有更少的关注这一现象在亚洲。

自21世纪以来,亚洲寒冷的冬天灾难发生频繁,这使得人们的生活不方便,影响经济发展。例如,中国南方的大部分地区遭受了历史上罕见的灾难在2008年1月(冷25- - - - - -27),东北和华北目睹持续暴风雪从2009年11月到2010年4月28]。以前的结果分析了每个寒冷的情况下从不同的角度来解释机制(29日- - - - - -31日]。然而,冷事件的整体研究在很长一段时间在亚洲冬季仍缺乏全球变暖的背景下,这是相应的中断”。“什么是冷事件和全球变暖之间的关系?现象仍然不断发生或不会在未来?为回答这些问题,本文首先描述了材料和方法,定义了亚洲气候变暖洞(不在)指数代表亚洲表面温度的变化,分析了亚洲大陆冷事件的特征在21世纪初全球变暖,大气环流调查不在的联系,最后总结结论。

2。方法和数据

本文主要使用NECP / NCAR(国家环境预报中心/国家大气研究中心的)再分析2月全球平均气温和位势数据(32),空间分辨率为2.5°×2.5°1979 - 2012年,17岁的水平从1000 hPa 10 hPa。所有的数据计算了反常地(相对1979年- 2012年)。AO指数在这项研究中的应用是由共产党出版(气候预测中心)。

方法包括经验正交函数(EOF)分解得到域和主成分(PC),相关分析和小波分析。EOF用于这项研究描述气象领域的特点,它是有用的简化计算的复杂性。EOF的基本前提是,一系列气象领域分解为特征向量的线性组合和相应的时间序列(33]。EOF表示为 在哪里是一家集时空系列每个观测空间维度时报》()和数组和被称为经验正交函数的空间和时间(PC),分别。这里的冬天现在是今年12月到明年2月。

3所示。结果与讨论

3.1。在21世纪初冷事件的特征

图1是EOF1空间格局及其对亚洲大陆的电脑温度异常在1000 hPa高度近30年。可以看到,有一个强烈的负面中心在亚洲西北部(60°-70°N, 90°-120°E),这使得高纬度地区寒冷的模式。结合PC1(图1 (b)),亚洲地区也出现了变暖趋势从上世纪到21世纪初,这是相应的全球变暖的趋势。然而,当冬天PC1时间(图1 (c)选择),冬季温度的增加趋势不符合全球变暖的趋势。亚洲冬季温度在寒冷的阶段在90年代之前,然后变得温暖,直到21世纪,但自2007年以来,它返回一个寒冷的趋势。从历史观察趋势和九分的意思是,PC1改变积极的自2010年以来,2011年达到峰值,并保持一个积极的阶段,这表明,最近4年,亚洲大陆的冬天确实是在一个寒冷的阶段。21世纪初以来,存在一个降温趋势在亚洲大陆的温度在冬季全球变暖的背景下,这是类似于北美大陆在夏天温度。这一现象提出的一个重要问题是分析特征。

3.2。不在的特点

在这项研究的关键区域温度场对亚洲冬季寒冷事件是被2007 - 2011 - 2002 - 2006,用冷的时期阶段-前时期。如图2(一个)有一个重大的负面在中亚地区,差异超过−9°C。“变暖洞”现象从北美大陆,我们定义这个区域的关键区域不在(75°E - 125°E, 52.5°N - 65°N),平均在这个区域被定义为不在索引。冬天温度场之间的相关系数在1000 hPa水平和不在指数计算,如图2 (b)。不在指数可以捕获冬季温度场的特点,在亚洲,因为亚洲大陆大部分地区的相关系数高于99%置信水平。

图3显示不在指数的变化;总是在积极的阶段在2007年之前除了1980年代自2007年以来,然后开始下降转向负相,这是类似于图1 (c)意味着不在指数可以显示亚洲大陆的力量和循环冷事件。从历史数据已经不是第一次不在指数自1979年以来在寒冷的趋势;与类似1983 - 1987年的历史时期,21世纪冷事件是冷和持续时间相对较长。

小波分析不在指数计算图4,这表明有一个十年周期自1980年代初;和四年周期出现在21世纪初。图1表明,在21世纪初的亚洲大陆变成负相,和周期性活动显著增强的新周期。因此,冬季冷事件仍需注意对其发生和发展本地区在未来。不在指数的趋势和周期的结果表明,亚洲冬季温度在2011年达到最小值和将在未来3 - 4年高与2011年冬季进行比较。基于上述结果表明,不在指数的趋势和强度可以描述亚洲大陆冷事件和它可以衡量该地区冬季温度的变化。

3.3。不在与大气环流的关系

以前的研究已经表明有一个亚洲冷事件和大气环流之间的密切关系,如AO和NAO(北大西洋涛动)34- - - - - -37]。大气振荡是一个重要的前兆因子,所以不在指数之间的相关系数和位势场在500 hPa高度计算,如图5。不同的颜色代表了地区超过90%,95%和99%置信水平分别以及。在图5的相关系数高于99%置信水平大多在高纬度地区,就像AO的模式。有负中心在极地漩涡,两正中心在亚洲,大西洋,高纬度地区和欧洲地区。证明是否不在与AO,人物6是他们的冬天的变化。很明显,他们是相似的周期和趋势在99个月(33年×3个月)和近年来更好的一致。这些结果意味着亚洲冷事件可以反映在大气环流和AO可能起到非常重要的作用。

4所示。结论

在本文中,我们分析亚洲冬天冷事件的特性在21世纪初全球变暖,建议不在指数来衡量冷事件在这个过程中,强度和分析之间的关系不在指数和大气振荡。结果表明,冬季温度在21世纪亚洲大陆的确是经历寒冷阶段在全球变暖,这是类似于1983 - 1987年的历史时期,但强度更强,更持久。不在指数在2011年达到最小值;结合一个重要的四年期间,亚洲在冬天温度将在未来3 - 4年与2011年相比更温暖。不在指数的重要时期是一个非常重要的关键的气候趋势预测亚洲在冬天温度。不在联系的大气环流在北半球高纬度地区很近,和AO可能起到非常重要的作用。AO强劲的时候,它使冷空气从高纬度地区到低纬度地区,减少温度对亚洲和触发冷事件的发生。

从观测数据是有意义的,亚洲是温暖的冬天这几年2011年之后,这证明了本文方法的有效性。表面变暖时,低层大气中水蒸气浓度增加大约7%°C的表面变暖,这是符合克劳修斯——克拉珀龙方程和固定相对湿度(38,39]。如果亚洲的温度保持在一个温暖的阶段,水分会增加大气中,沉淀在未来可能会增加相应的。然而,有一些这个结论的不确定性,因为水分只是一个元素的沉淀;大气运动也是非常重要的。先前的研究表明,全球变暖的背景下,亚洲大部分地区将温和增强水分在冬天,冬天和亚洲季风(AWM)会削弱40,41]。此外,蒸发不能忽视作为水文循环的一个重要组成部分,对全球水文循环具有重要意义和能源预算42- - - - - -45]。蒸发是更为复杂和不确定性在中国全球变暖(46]。

因为本文调查的特征温度和大气观测数据的基础上,所有的结论都是通过使用统计方法统计结果,和更多的数值模拟等关键研究计划应该被设计来解释这一现象的机制。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

冯Guolin研究计划。王Xujia Tianshu你们进行数据分析。沛沛刘给建议的结构。郭王写了论文的初稿。

确认

这项工作得到了中国国家基础研究计划(2013年授予nos。cb430204和2012 cb955902),中国国家自然科学国家重点项目(批准号41530531),国家自然科学基金(批准号41375078),和中国气象局气候变化专项基金(批准号CCSF201427)。

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