中国边缘海海温的气候特征及长期变化外文翻译资料

 2022-11-09 16:24:55

英语原文共 11 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

中国边缘海海温的气候特征及长期变化

摘要：我们根据HadlSST月平均数据，分析了1870-2011年中国边缘海的气候特征和海表温度的长期变化。结果表明：（1）8月和1月分别为各地区的空间海温差异最小，最大的月份，除南海外，其余海域最冷月份均出现在2月，最热月份均出现在8月；（2）分析时段中国边缘海暖化趋势普遍大于全球和半球平均值，东海暖化最明显；（3）所有海域近140年和近50年的年平均海温均呈显著上升趋势，秋季和冬季普遍出现较大幅度和较大幅度的暖化现象；（4）最近30年，特别是近14年，我国边缘海域气温下降，过去14年的增速放缓比全球和北半球的平均水平更为明显；（5）南海西部存在弱上升流，上升流强度与南海夏季风指数呈显著正相关，均呈64年来下降趋势。

介绍：

海洋和大气是气候系统的重要组成部分。海气相互作用，特别是热带海洋与全球大气的相互作用，已成为当今气候学研究的热点。利用不同的数据集对全球和流域尺度的海温气候学进行了许多研究。IPCC AR4表明，全球海温在近100年，特别是近30年，呈现显著的上升趋势。对海湾地区和大陆架地区的海温进行了研究，并对这些地区的海温数据集进行了优化，分析了海温数据集与大尺度变化的关系。

中国边缘海域横跨热带、亚热带和温带，具有明显的地理多样性。在不同的时间段内，有许多关于海温变化和海温变化的研究。使用不同的数据集来研究中国近海海温变率和变化性。研究表明，90年代是我国近100年来边缘海最暖的十年，海流、海流和ENSO可能是影响东海不同海温变化模式的主要因素。海温变化可能反过来影响其他系统，如东亚季风（Li等人，2010）。谢先生等人和Yeh和Kim（2010）研究了近几年黄/东海冬季海温变化，并根据相关的大气环流异常和水深效应对其进行了解释。

以往的研究对于了解海温在不同时空尺度上的气候特征和变化具有重要意义。然而，大多数以前的研究都局限于特定的区域或特定的时间段。对于我国的边缘海，尽管有一些研究考察了海温在不同时期和地区的长期变化趋势，但对过去100多年来海温正常气候和气候变化的一般特征还没有很好的认识。

本文利用最新的HadlSST揭示了中国边缘海海温的气候特征和长期变化。我们的分析显示了该地区过去140年来海温气候学和快速变暖的明显特征。

研究区域、数据和方法：

研究区域：

本文将中国的边缘海定义为5-41°N和105-130°E的近海区域，并将其进一步划分为三个子区域：渤海和黄海（BYS，117-127°E和35-41°N）、东海（ECS，120-130°E和22-35°N）和南海（SCS，105-120°E和5-22°N）。

数据及方法：

使用月海温数据和南海夏季风指数系列。1870-2011年间的11个月HadlSST来自英国Hadley环流中心。该数据集是全球历史和实时最长的海温观测数据，具有最高的空间分辨率和覆盖范围，在气候变化和变率研究中得到了广泛应用。为了研究南海西部上升流强度与南海夏季风（SCSSM）之间的关系，Li等人开发了南海夏季风指数数据。本文以中国科学院大气物理研究所为研究对象。利用1948-2012年国家环境预测中心（NCEP）850 hPa纬向风（u）、500 hPa位势高（hgt）和海平面气压（slp）的月重新分析数据计算季风指数系列。

我们对HadlSST进行了质量检查，发现渤海和黄海的数据存在一些质量问题。对于1977年，1980年和1981年的几个月，海温异常的绝对值大于标准偏差的2倍。通过与相邻网格数据的比较，证明这些记录是错误的。我们将这些记录替换为最新气候参考期（1981-2010年）的气候平均值。

区域平均值由面积加权平均网格数据计算，使用纬度余弦作为权重。参考时间段1981-2010用于计算分析气候特征的平均海面温度变化值，世界气象组织（WMO）推荐的1961-1990年作为分析气候变化的参考时间段计算海面温度变化异常。我们分别以5月、8月、11月和2月作为春季、夏季、秋季和冬季的代表月，因为海水温度变化通常比陆地气温滞后一到两个月。利用最小二乘法计算给定时间段内海温异常序列的线性趋势，利用学生t检验检验时间序列线性趋势的显著性。区域位移分析基于Brodionov（2004）和Rodinovand Overland（2005）提出的方法，在我们的区域位移分析中，参数被指定为：截止长度等于10，概率水平为0.01。

结果：

空间和季节特征：

图2显示了1981-2010年期间的年平均和季节平均海温的空间分布。年平均海温随纬度的增加而减小，南部的高温范围为24℃至28℃，北部的低温范围为12℃至20℃。这种模式与近海地区的太阳辐射分布密切相关。等温线为东北-西南方向，随着靠近大陆海岸线，海温梯度增大。Bao等人指出，冬季陆块效应明显导致等温线倾斜。（2002）。东海温度梯度最大，热带地区的南海温度梯度最低。

图1本文所界定的研究区域。BYS：渤海、黄海；ECS：东海；SCS：南海

春季是冬夏交替的季节，有其独特的特点（图2a）。冬季北风开始减弱，黄海沿岸的南向海流不如冬季明显。黄海海温呈纬向分布，梯度较小。最大的海温梯度出现在北部，而副热带海温明显较低。南海海温在台湾海峡以南均匀分布。夏季中国边缘海大部分地区出现了最均匀的海温空间分布和最高的季节平均温度（图2b）。在黄海和东海的接合区出现明显的梯度。秋季（图2c）的季节平均海温空间分布与年平均海温空间分布相似（图2左）。冬季，由于渤海和黄海的气温急剧下降，气温梯度大幅上升（图2d）。作为半封闭的海洋，过去的冬季温度受到陆地的强烈影响。最低的海温范围为0℃至3℃，出现在渤海海域，冬季南海南部仍可见27℃海温等温线。

图2.1981-2010年中国边缘海域年（左）季（右）平均海温分布。（a）：春季；（b）：夏季；（c）：秋季；（d）：冬季（单位：1c）。

南海西南部夏季海温存在一种独特的现象，其特征是以中南半岛东南部为中心的相对较冷的地表水面积较大（图3a、b）。这一现象在Cai等人中有报道。（2001）和Li等人（2011）。对其形成的解释是夏季西南风引起的近海上升流。深层冷水向上输送，冷却地表水。秋天，冷水区消失了。夏季台湾海峡和海南岛东北部也出现弱上升流现象，但需要利用高分辨率观测资料进行进一步的研究。在1981-2010年暖化的背景下，尽管海温在南海西部几乎所有地方都增加，但南海西部仍存在上升流（图3b）。

图3。1961-1990（a）和1981-2010（b）年南海夏季平均海温分布（单位：1c）。

月平均海温一般表现为边缘海的余弦季节型，其变化幅度随纬度的增加而增大，渤海和黄海的变化幅度最大（图4）。最高（最低）海面温度变化发生在8月（2月），对于渤海和黄海和东海，而对于整个区域（图4b）。然而，对于热带气旋，最高的海温出现在5月和6月，比研究区域北部早2-3个月，但最低的海温出现在与其他地区相同的月份（2月）。南海海温的早期峰值和减温模式在很大程度上与该地区夏季的ITCZ（热带间辐合带）北部位置和南海季风有关，导致如下文所述的多云和多雨天，海面吸收的太阳辐射和西南海离岸区的上升流较少。

研究区域的年平均温度范围为7.08℃，渤海和黄海为20.58℃，东海为11.26℃，南海为4.03℃。一年内最快的暖化阶段是不同地区不同月份，5月份是整个地区，6月份是渤海和黄海，5月份是东海，4月份是南海。一年内最快的冷却阶段发生在12月，适用于该地区的所有地区。

图4。2001-2010年（a）和1982-2011年（b）中国边缘海不同研究区域的长期月平均海温。蓝色：BYS；红色：ECS；绿色：整个区域；黑色：SCS。

海温的时间变化：

近150年来，四个地区的年平均海温异常均呈上升趋势（图5）。最高的年平均海温异常出现在1998年，此后气温呈下降趋势，尽管所有地区连续14年都出现了正的海温异常。1998年全年平均海温异常全区为1.16℃，渤海和黄海为1.43℃，东海为1.51℃，南海为1.04℃。1870-2011年间，整个地区的增长趋势为0.06℃/10年，东海为0.09℃/10年，渤海和黄海为0.06℃/10年，南海为0.04℃/10年，所有趋势在99%的置信水平下都是显著的。图5还显示了过去50年来海温年平均异常的线性趋势，并显示了所有海洋的暖化普遍大于过去140年。

明显的暖化始于20世纪40年代的渤海和黄海和东海，但1980年代的南海如图5所示。海温异常系列存在年代际到年代际的变化，一般冷却期为19世纪70年代到30年代，弱暖期为40年代到50年代，弱冷期为60年代到70年代，最近暖期为80年代到现在。图5还显示了不同海域海温的气候变化。暖（冷）期和政权更迭是显而易见的，其中东海和渤海和黄海经历了最频繁的政权更迭。除了渤海和黄海之外，所有其他海域都见证了20世纪80年代明显的政权更迭，这意味着最近一段温暖时期发生了突变。孟等。（2011）还报道了20世纪80年代中期后中国海异常变暖的现象，渤海和黄海和东海在20世纪90年代后期看到了另一个政权更迭。很明显，渤海和黄海的年际变率和年代际变率较大，而南海的年际变率较小，表明随纬度变化的海温变率有所增加。值得注意的是，最近30年的年平均气温比过去50年的年平均气温上升趋势要小，这表明研究区域的变暖有所放缓，过去14年的气温实际上呈明显的下降趋势，特别是对渤海和黄海和东海来说。在过去十年里，全球变暖的放缓是显而易见的。此外，还报告了这一现象的区域和季节特征。从自然气候变化、平流层水汽浓度、太阳辐照度和太平洋十年振荡等方面记录了这种间断的机制。Kosaka和Xie（2013）研究了赤道太平洋表面冷却方面的全球变暖间断，并指出自然气候变化通过类似拉尼娜的十年期冷却导致了间断。所罗门等人指出，平流层水汽浓度的下降导致了近十年来的升温放缓。Trenberth和Fasullo发现，过去十年太平洋十年振荡的负相位是全球变暖中断的原因之一。

图5。1870-2011年中国边缘海域的区域年平均海平面。黑色（红色）线表示最近140（50）年的线性趋势；蓝色虚线表示区域性年份。（a）bys；（b）ecs；（c）scs；（d）整个地区。所有的线性趋势都通过了99%的显著性测试。（有关解释本图图例中的颜色，读者可参考本文的Web版本。）

图6显示了1870-2011年整个区域的季节平均海温异常及其趋势，表1给出了1870-2011年和1962-2011年各个区域和整个区域的季节和年度平均海温异常的线性趋势。整个地区四季都有明显的暖化现象，秋季和冬季最大，分别达到0.07℃/10年和0.06℃/10年，春季最小。整个区域的季节平均海温异常的所有线性趋势在99%置信水平上都是显著的。春季和夏季的暖化开始较早，上升较为单调，秋季和冬季的海温上升开始较晚，并伴有较大的年代际和多年代际变化。与年度模式相同，最近50年的季节模式显示出比近140年更明显的变暖趋势。卡普蒂等人发现，对于澳大利亚西海岸较低地区的海温来说，澳大利亚的冬季和秋季比春季和夏季更暖。

季节平均海温变化如图6所示，蓝色虚线。四个季节最显著的变化都发生在1980年代。他和王（2012）发现，从1986年开始，东亚冬季风（EAWM）强度有所下降，Ren等人（2005a，2005b）报告了中国大陆从80年代中期开始的年平均和冬季平均地面气温的快速上升，这与本研究揭示的边缘海的海温变化一致。其他研究也报告了20世纪80年代中期后东亚冬季风强度的年际变异性下降。与东亚冬季风相关的系统，如西伯利亚高压、阿留申低压、东亚低谷、东亚急流和850hPa的经向风，也显示出1986-2010年与1956-1980年相比减弱的迹象。

图6。1870-2011年中国边缘海域的区域平均季节平均海平面。黑色（红色）线表示最近140（50）年的线性趋势；蓝色虚线表示政权更替年。（a）春天；（b）夏天；（c）秋天；（d）冬天。（为了解释本配置图例中对颜色的引用，读者可以参考本文的Web版本。）

表1表明，除南海外，在过去140年中，秋季和冬季变暖趋势比年度趋势更为显著，夏季和秋季南海海温比年度海温趋势更为显著。近50年来，所有海域的变暖趋势都是过去140年的3-5倍。这与以往对中国东部沿海海温和大陆地面气温的分析结果一致。

在研究区域的各个区域中，各季节的气候变化趋势最大，春季、夏季、秋季和冬季分别达到0.07℃/10年、0.07℃/10年、0.11℃/10年和0.09℃/10年。渤海和黄海秋季和冬季海温异常趋势也相对较大，分别达到0.08℃/10年和0.08℃/10年。

将分析结果与全球和北半球平均值（表2）进行比较，可以发现中国边缘海年平均海温的变化趋势普遍高于同期全球和半球平均值的变化趋势。除了1901-2005年期间的南海，在1901-2005年和1979-2005年期间，所有海洋的变暖率都高于全球和半球的平均值。图5和6表明，过去14年中国边缘海变暖的放缓也比一些最近分析报告的全球、北半球和中国大陆的平均值更为明显。中国边缘海温通常受东亚季风系统的影响。研究发现，东亚冬季风在近60年和100年逐渐减弱，并且这可以很好地解释，由于北风的冲击，空气向深水的热传递减少，地表水迅速变暖。包括中国大陆东部在内的东亚异常变暖可能是冷季边缘海温大幅上升的另一个原因。

表1 1870-2011年和1962-2011年中国边缘海不同区域四季和年海温异常的线性趋势（单位：1c/10年）。

表2:IPCC AR4报告的研究区域和全球和北半球平均表面温度的年平均SST线性趋势（Trenberth等人，2007年）（单位：1c/10年）

图7显示了1870-2011年期间每30年的年平均染色体的移动趋势。研究区域最显著的变

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[19286]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章