全球变暖减缓背景下不同区域和季节的温度变化特征

【摘要】：20世纪70年代中后期以来全球陆地平均气温迅速上升,升温率为0.30℃/10a,然而2000年后加热率大幅度减缓至0.14℃/10a,下降了50%以上。本文利用CRU全球地表温度资料和CMIP5不同模式的历史试验和未来情景试验资料,分析了全球变暖减缓期(2000-2012年)、过去近百年不同历史时期内全球陆地不同区域、不同季节的温度变化特征,并对未来情景进行了预估。主要结论概况如下： (1)欧亚大陆中高纬度地区(40-65°N,45-150°E)是对全球变暖减缓贡献最大的区域,且该地区秋冬两季的温度在2000年以来呈现反相变化的趋势,秋季年代际增温,而冬季年代际降温。从同期大气环流的配置来看,在对流层低层,秋季西伯利亚高压年代际减弱,而冬季西伯利亚高压年代际增强；在对流层中高层,秋季从西欧至东北亚为“高-低-高”的高度场异常分布,纬向环流加强,经向环流减弱,而冬季极地与贝加尔湖地区的高度场呈偶极型分布,东亚大槽加深,经向环流加强。 (2)近百年CRU表征的全球陆地年平均温度表现为1911-1940年增温,1941-1958年降温,而1976-1999年加速增温。CMIP5计划33个模式中对温度年代际尺度演变表现较好的4个模式为bcc-csm1.1、IPSL-CM5A-MR、 MRI-ESM1和CESM1(WACCM)。1901-2005年,MRI-ESM1模式对全球及各个地区加热率的模拟均较接近CRU观测,欧亚中高纬为全球贡献最大的区域,但四种模式均不能表现出增温速率的季节差异。从增温期到降温期的转折,4个模式都能模拟出全球陆地各个区域、各个季节的加热率的下降；从降温期到加速期,bcc-csm1.1模式能反应出欧亚中高纬为全球陆地的最大贡献者。对于欧亚中高纬度地区,在增温期春、夏、秋季增温,冬季降温,而在降温期唯有冬季增温,其他季节为降温,四个模式中仅有IPSL-CM5A-MR模式能模拟出这一特征。 (3)减缓期,MRI-ESM1模式在RCP8.5情景下能模拟出欧亚中高纬的降温和2000年以来秋季年代际增温、冬季年代际降温的现象,温度线性趋势的空间分布也观测结果较为一致。bcc-csm1.1模式在RCP4.5情景和RCP2.6情景下也能模拟出欧亚中高纬度的降温,且仅RCP2.6情景下存在秋冬温度反相变化特征。对于2012年后温度的变化,MRI-SEM1模式在RCP8.5情景下显示2025年前温度变化不大,加热率仅为0.07℃/10a,2025年后温度开始迅速升高,2025-2050年间的加热率达到了0.66℃/10a,远大于过去百年任何一个时期的加热率。而bcc-csm1.1模式在RCP2.6情景下预估的未来温度与MRI-SEM1模式截然不同,温度在2020年前后发生突变,随后在2℃平均值附近振荡。 【关键词】：全球变暖减缓 欧亚中高纬 秋冬季节温度 CMIP5历史试验和未来情景试验
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P423.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究目的和意义9
• 1.2 国内外研究进展9-11
• 1.2.1 近年来全球变暖减缓的事实9-10
• 1.2.2 过去近百年的全球变暖及其在不同地区和不同季节的表现10-11
• 1.3 拟解决的关键问题11-12
• 1.4 研究内容和章节安排12-13
• 第二章 资料和方法13-19
• 2.1 资料说明与模式简介13-15
• 2.2 相关定义和方法介绍15-19
• 2.2.1 不同地区对全球变暖贡献率的计算15-16
• 2.2.2 一元线性回归分析16-17
• 2.2.3 相关分析17-18
• 2.2.4 T检验18-19
• 第三章 不同地区、不同季节对全球变暖减缓的响应19-29
• 3.1 不同地区对全球变暖减缓的响应特征19-21
• 3.2 全球陆地不同季节的温度变化特征21
• 3.3 欧亚中高纬各季节温度变化特征21-23
• 3.4 欧亚中高纬秋冬温度反相变化的可能原因23-26
• 3.4.1 对流层低层23-25
• 3.4.2 对流层中高层25-26
• 3.5 本章小结26-29
• 第四章 CMIP5多模式历史试验对过去近百年全球变暖的模拟29-53
• 4.1 CMIP5历史试验各个时期全球陆地年平均温度变化特征29-35
• 4.1.1 过去近百年内温度变化时期的定义29-30
• 4.1.2 观测与模式在不同时期的温度变化特征对比及模式的优选30-35
• 4.2 不同地区在各个时期的年平均温度变化特征35-41
• 4.3 不同时期全球陆地平均的四季温度变化特征41-46
• 4.4 欧亚中高纬度各个时期、不同季节的温度变化特征46-49
• 4.5 本章小结49-53
• 第五章 CMIP5未来情景试验对全球变暖减缓的预估53-63
• 5.1 不同情景下各个区域的温度对全球变暖减缓的响应53-56
• 5.2 不同情景下欧亚中高纬各个季节的温度变化特征56-61
• 5.2.1 RCP8.5情景下欧亚中高纬各个季节温度对全球变暖减缓的响应57-59
• 5.2.2 RCP4.5情景下欧亚中高纬各个季节温度对全球变暖减缓的响应59
• 5.2.3 RCP2.6情景下欧亚中高纬各个季节温度对全球变暖减缓的响应59-61
• 5.3 本章小结61-63
• 第六章 全文总结与展望63-67
• 6.1 主要结论63-65
• 6.2 特色与创新点65-66
• 6.3 问题与展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 作者简介73

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