《基於多GNSS掩星任務的UTLS月平均溫度的氣候變化特徵的研究》是依託重慶大學，由高攀擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多GNSS掩星任務的UTLS月平均溫度的氣候變化特徵的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：高攀
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
上對流層/下平流層（UTLS）結構特徵是全球氣候變化系統中的重要組成部分。利用探空數據、模式再分析數據等研究UTLS會受到這些傳統數據各種不足的影響，GNSS掩星技術憑藉其高垂直解析度、高精度、低成本、全球覆蓋等優點為研究UTLS提供了新的探測手段。本項目基於多掩星任務觀測資料，研究UTLS大氣溫度月平均的氣候變化特徵。擬建立UTLS月平均溫度與恩索（ENSO）、準兩年振盪（QBO）的多元線性回歸模型，獲取ENSO和QBO的三維空間結構，提出一種新的指數描述UTLS大氣溫度對ENSO和QBO的回響強度；對UTLS大氣溫度及對流層頂月平均進行頻譜分析，獲得大氣溫度信號的頻率結構及各諧波和相位信息；明確對流層頂高度與對流層及平流層大氣溫度的關係；揭示UTLS大氣溫度變化特徵與全球氣候變化的聯繫。研究成果將增進對UTLS大氣溫度氣候變化特徵及其熱結構的認識，對全球氣候變化研究具有重要的科學意義。
結題摘要
地球大氣層的溫度是表示大氣狀態最重要的物理量之一。上對流層/下平流層的溫度變化特徵是全球氣候變化系統中重要組成部分。下平流層中大氣溫度年際變化主要呈現準兩年振盪現象。上對流層中大氣溫度的年際變化主要表現為ENSO現象。深入研究大氣溫度中的QBO現象以及分析大氣溫度變化與熱帶ENSO的關係對研究全球氣候變化具有重要意義。本項目利用COSMIC掩星任務2006年7月至2014年2月的觀測數據分析熱帶、中高緯度帶上空對流層以及平流層中ENSO和QBO的三維結構形態。主要有三個方面的工作：首先在垂直方向上分析熱帶、中高緯度帶大氣溫度異常與ENSO及QBO的相關係數隨高度以及隨滯後時間的變化；其次分析每一個10°×10°經緯度格網單元大氣溫度異常與ENSO及QBO最大相關係數及其出現的高度及滯後時間在水平方向上的分布；然後嘗試提出一種穩健、有效的指數描述大氣對ENSO與QBO的回響強度，最後獲得了對流層頂高度與對流層和平流層中的溫度的相關關係。取得了如下結論：（1）熱帶上空大氣溫度月異常值的時間序列可以明顯捕獲到對流層中的ENSO信號和平流層中的QBO形式。（2）熱帶大氣溫度月異常值與熱帶ENSO指數的相關係數在對流層頂附近有一個明顯的過渡層，在上對流層中負相關，而在下平流層正相關。最大相關係數發生在滯後3個月後，其值超過0.8。（3）在熱帶地區，QBO形式以1千米/月的速度向下傳播，其周期近似為2年。16km至40km的對流層大氣溫度具有明顯的準兩年振盪。大氣溫度與QBO的最大相關係數發生在20km處，其值大於0.9。（4）熱帶大氣溫度對ENSO和QBO的回響最為劇烈。（5）提出了一種新的、穩健的、有效的指數描述大氣溫度對ENSO及QBO的回響強度。該指數被定義為在高度方向上以及滯後時間方向上Pearson相關係數在95%的置信水平下統計顯著發生的機率。本項目研究結果對研究全球氣候變化、對深入認識上對流程下平流層的溫度結構具有重要意義。
