GCM Simulations of Early Winter Warming in the Stratospheric Arctic

观测表明北极平流层自20世纪70年代末以来在冬季早期(11～12月)存在变暖的趋势.为了验证该趋势是否是由于海面温度(SST)升高造成的,我们使用观测的全球SST强迫一个全球大气环流模式(AGCM).集合模拟的结果表明,在SST强迫下,北极平流层呈现统计显著的变暖趋势,极地对流层也有相对较弱的变暖趋势,但统计显著性较低.通过对模拟的位势高度进行经验正交函数(EOF)分析,我们发现北半球位势高度第一模态(EOF1)的宅间结构非常类似于北极涛动(AO)或北半球环状模(NAM),其平流层主分量时间序列在冬季早期呈现统计显著的负趋势.与负的AO趋势相对应的是,对流层高纬度和平流层中高纬度波动增强,说明极区变暖是由于波动增强产生的极区绝热加热增强造成的.另外,模拟的结果还表明北极平流层不仅在冬季早期出现变暖的趋势,在冬季晚期(2～3月)北极平流层低层也出现弱的变暖趋势.SST强迫导致北极平流层冬季变暖不利于异相臭氧化学反应的发生,这对极地平流层臭氧恢复有着重要意义.国家自然科学基金; 教育部科学技术研究重点项目; 高等学校博士学科点专项科研基金; 新世纪人才计划; 国家重点基础研究发展规划(973计划)中文核心期刊要目总览(PKU)中国科技核心期刊(ISTIC)中国科学引文数据库(CSCD)051058-10703