强增暖背景中北冰洋海冰突减事件的气候影响

论文总字数：14739字

目 录

1引言……………………………………………………………………2 2数据资料与处理方法……………………………………………………3

2.1研究区域简介………………………………………………………3

2.2数据资料 …………………………………………………………4

2.3处理方法 …………………………………………………………4

3关于北冰洋海冰突减现象…………………………………………5

3.1海冰面积变化………………………………………………………5

3.2海冰密集度变化……………………………………………………6

4北极海冰突减气候影响………………………………8

4.1北冰洋海冰突减前后海表面水温的变化 ………………………………8

4.2北冰洋海冰突减前后海平面气压的变化 ………………………………9

4.3北冰洋海冰突减前后海表面气温的变化 ………………………………12

4.4北冰洋海冰突减前后降水量变化 ……………………………………14

4.5北冰洋海冰突减前后大气环流变化 …………………………………17

4.5.1北冰洋海冰突减前后850hPa风场的变化 ………………………17

4.5.2北冰洋海冰突减前后500hPa风场的变化 ………………………18

4.5.3北冰洋海冰突减前后500hPa位势高度的变化……………………20

5结论 ……………………………………………………………………21

参考文献…………………………………………………………………22

强增暖背景中北冰洋海冰突减事件的气候影响

徐田艺

，China

Abstract：According to the simulation of CMIP5 the Arctic sea ice anticlimax occurred in 2060 around,this article have dealt with sea ice concentration data of 2006-2100 year,and found that the sea ice anticlimax occurred in 2065 year,after 2065 year, the Arctic sea ice in September even completely disappeared. In order to investigate the influence of this phenomenon to anticlimax about climate change, this paper studies the sea surface water temperature, sea level pressure, sea surface temperature, precipitation, wind 850hPa, 500hPa wind, 500hPa geopotential height changes before and after the discovery of sea ice ice anticlimax,and have found that the northern half of The sea surface temperature of the ball area increased ,in the North Pacific,Bering Strait ,temperature increase is more obvious enhancement,the North Atlantic subtropical strengthens;the northern hemisphere sea surface temperatures strengthens but warmer slightly , the most obvious area is the Eastern Arctic center; the amount of change of precipitation is little, but there are obvious changes in rainfall in175°W—120°E around equator;wind field changes obviously,deflected to the polar low centered around the zonal westerly circulation to the south, and low latitude easterlies is just the opposite, and the strength is small.

Key words：the abrupt reduce of Arctic ocean sea ice；sea surface temperature; sea level pressure; climate effect

1引言

我们通过很多的资料，可以看出，全球的气候正在处于一个强烈的增暖的时期。温室气体增加推动变暖加剧。这种变暖的趋势对气候有着非常重要的影响。而且，在这种全球变暖的趋势下，中高纬度区域的温度增加显得尤其剧烈，尤其是极地地区，变化更是非常显著，正在发生着非常重要的气候变化。

根据历史记录知道，北极地区出现大的气候变化，会带来海洋、大气、大陆温度的变化，这变化会带来陆地海洋生态系统、水圈和冰冻圈进一步不同。尽管说北极范围不大，但是全球水气环流热力发动，它可作为冷极之一。

作为极地最为重要的气候因子之一的海冰，被认做气候变化放大器。全球变暖是大趋势，海洋、大气对海冰的意义更大了。海冰的反射率很高，几乎有90%以上的太阳辐射会被返回到宇宙中去，这会很大的减少极地地区对太阳辐射的吸收，使得极地成为冷空气的源地。而且，海冰的消长会影响海水表层盐度，进而改变海洋的温盐环流，从而对大气环流等等过程产生影响，从而改变全球的气候状况。海水与大气热量、动量和水汽的交换被海冰割断。在秋季，通过海冰的生成会释放出热量，而夏季则通过海冰的融化吸收热量。这样，海冰的消融和增长就必然会给气候系统带来影响。资料表明由于海冰减少，北极大气环流已产生变化，风暴路径的北移可能与格陵兰海冰和相应的海气热交换的异常相关，冬天它海冰降低和第二年海平面气压降和表面气温上升一起发生。模拟结果证明全球温度升高幅度会有很大降低，要是二氧化碳试验中人来阻止海冰变化。北极海冰的减少对北美、欧洲和东亚的冷冬及多雪起重要的作用，要是北极海冰一直减少的话，变化可能变得更常发生，北半球的冬天会一直有暴风雪

Torben Koenigk 在论文Arctic climate change in 21st century CMIP5 simulationswith EC-Earth中指出，在CMIP5模拟21世纪的海冰状况时，利用 RCP8.5的数据对2006-2100年的海冰范围进行分析，发现在2060年左右，海冰会发生突然的减少，这几乎会使得9月份的海冰全部消失，而且，在2060年左右发生这一海冰突减的现象之后，海冰再也没有重新恢复生长、重新增长。

这一次发生在2060年附近的海冰的突减的现象不仅仅对海洋，对大气也会有很大影响，海冰、海洋、大气相互关联，而且很难在其中区分原因和结果。本文将利用RCP8.5的模拟数据，对2006-2010年的海冰数据进行分析，进一步探究与说明海冰突减现象。利用北半球变量数据，分析强增暖背景下发生在2065年的这一次海冰突减现象所带来的气候影响。

2数据资料及处理方法

2.1研究区域简介

这次探讨的地区既有北极圈以内以内（66°34′N~90°N）的极地地区，也有极圈以外的边缘海、海峡、海湾（覆盖有海冰）等。北极地区的多年海冰主要存在于位于北极中心的北冰洋，北冰洋是四个大洋中唯一没有陆地的大洋，它的海水深度也是在四大洋中最浅的，水温是最低的。面积大约2100万平方公里，北冰洋面积大约1400万平方公里，大多数区域终年盖海冰，海冰厚度几十米。

根据北冰洋的云量温度，北冰洋气候可以分为冷季(11月到次年4月)和暖季(6月到当年9月)。北冰洋的海冰在夏季，即9月末，会达到最小值，；而在冬季，即3月末，会达到最大值。

2.2数据资料

本文所使用的数据来源于环境数据分析中心MPI-M，利用CMIP5（Coupled Model Intercomparison Project phase 5）耦合模式模拟的结果，处理2006-2100年北半球的海冰密集度、海表面温度、海表面气压、降水量、850和500hPa的风场、500hPa的位势高度场的逐月资料数据。

选用预估试验的情景是MPI-ESM-LR的RCP8.5（ the Representative Concentra-tion Pathways 8.5）。RCPs是根据2100年达到的辐射强迫来命名的，而RCP8.5的辐射强迫在2100年附近达至8.5W/m。

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