北半球平流层气候异常变化探索

平流层环流异常对对流层气候的影响平流层环流异常是指平流层气流在正常情况下所遵循的规律发生改变。

这种改变可能是由于气候变化或人为活动导致的。

平流层环流异常可能会对对流层气候产生一些影响，具体有哪些影响取决于异常的性质和严重程度。

例如，如果平流层环流发生了异常，这可能会导致气温变化，从而影响地表气候。

此外，平流层环流异常也可能会对风向和风速产生影响，进而影响风力发电的效率。

还可能会对雨水分布产生影响，导致一些地区的降水量增加或减少。

总的来说，平流层环流异常对对流层气候的影响是复杂的，并且可能会在不同的地区产生不同的影响。

因此，研究平流层环流异常对气候的影响是非常重要的，可以为我们提供有关气候变化的信息，并帮助我们更好地预测未来气候的变化趋势。

厄尔尼诺现象对北半球大气环流和中国降水的影响厄尔尼诺现象（El Niño）是指由于赤道太平洋海洋-大气相互作用的异常变化而引起的一系列气候现象。

这种现象通常周期性地发生，并对全球气候产生重要影响，尤其是对北半球大气环流和中国降水产生明显的影响。

厄尔尼诺现象通常表现为赤道太平洋海表温度的异常升高。

这种升温现象会改变大气-海洋系统的运作方式，引发大气环流的变化。

在北半球，厄尔尼诺事件通常会导致大气环流的偏离，进而影响到中国的降水分布。

首先，厄尔尼诺现象可以引发赤道地区大气环流的变化。

赤道太平洋的对流是全球大气环流的“发动机”，通过海洋表面温度的差异引发异常的热带对流，进而推动大气环流。

在厄尔尼诺事件发生时，热带太平洋地区的热带对流中心会偏离原本的位置，导致副热带高压和副热带风暴带的位置发生改变。

这种热带对流和大气环流的变化会导致大气环流的扰动传播到中纬度地区。

其次，厄尔尼诺现象对中国的降水分布产生重要影响。

厄尔尼诺事件通常会导致中国东部地区的降水偏少。

这是因为厄尔尼诺事件引发的大气环流的偏移会使得中国东部地区副热带高压位置移动，进而影响到降水的分布。

副热带高压的位置偏北会导致中国东部地区出现干旱和降水不足。

相对地，中国西部地区通常会出现降水过多的情况。

这种不均衡的降水分布会对中国的农业生产和水资源管理造成重要影响。

此外，厄尔尼诺事件还可能导致中国的温度变化。

厄尔尼诺事件通常会引发中国东部地区的气温升高。

由于大气环流的改变，副热带高压会偏北，进而使得华北平原等地区的气温升高。

而西风带的偏移也会使得中国西部地区的气温较平均年份偏低。

这种温度的变化对于中国的农业和生态系统也带来了不同的影响。

综上所述，厄尔尼诺现象对北半球大气环流和中国降水产生了明显的影响。

在厄尔尼诺事件发生时，大气环流会发生变化，导致中国东部地区的降水偏少，而中国西部地区的降水可能会偏多。

这种不均衡的降水分布会对中国的农业生产和水资源管理带来重要影响。

大宅科学学报■2021年第44卷第1期：50-60htt p://j 北极涛动的年代际变化及其气候影响王林”，龚海楠，兰晓青中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心，北京100029*联系人,E-mail:wanglin@2020-10-30收稿,2020-11-23接受国家自然科学基金资助项目(41925020；41721004；42075033)摘要北极涛动(Arctic Oscillation,AO)是北半球热带外地区大气环流变率的主导模态，对北半球以及区域尺度气温变化具有重要影响+AO可在没有外强迫条件下通过波流相互作用形成，因此它被认为是全球气候系统内部变率的重要组成部分+研究年代际尺度上AO的变化及其气候影响，可加深对当前北半球气候变化规律的物理理解，也可为预估未来年代际尺度上气候变化及其不确定性提供科学依据+本文从AO影响东亚冬季风年代际变化的物理机制、AO对北半球冬季气温长期趋势的贡献、AO年代际影响的不确定性三个方面出发，简要回顾和总结了近年来有关年代际尺度上冬季AO时空变化及其对北半球气候影响的研究成果，并初步展望一些值得继续深入研究的问题+关键词北极涛动；行星波；年代际变化；内部变率；气候变化北极涛动(Arctic Oscillation，AO)也称为北半球环状模，最早由Thompson and W/lace(1998)提出，通常定义为200N以北海平面气压场的经验正交函数分解(EOF)第一主模态(图1/)+AO可以在没有外强迫条件下通过大气内部的波动-基本气流相互作用生成(Limpasuvan and Hartmann，2000)，因此它可以被看作是气候系统的内部变率+AO的空间分布在北极地区和中纬度地区呈现“跷跷板”结构，即北极地区气压变化和中纬度地区的气压变化呈现显著的反位相变化特征，并且可以由对流层—直向上延伸至平流层(Baldwin and Dunkerton，1999)+因此，AO的不同位相实则对应了北半球大气质量的再分配，这种再分配过程可以改变气压场的经向梯度，造成中纬度的纬向西风异常，从而显著地影响北半球气候(Thompson and W/lace，2001)，这种变化的时间尺度可以从季节内一直到年际乃至年代际+以年际变化尺度为例，当北半球冬季AO 处于正位相时，北极地区的海平面气压降低，而中纬度地区的海平面气压升高，对应绕极西风加速，极涡偏强(图1/)，冷空气不易南下，进而导致中纬度大范围地区气温总体偏高(图1b)；当AO处于负位相时环流异常与上述情况大致相反，北半球中纬度地区气温总体偏低+早期的研究发现，AO对东亚地区冬季的年际气候异常也有重要影响(武炳义和黄荣辉，1999)，当AO处于正位相时会伴随东亚冬季风强度的减弱，使得东亚大部地区气温偏高(Gong et/.，2001)o AO影响东亚冬季风的机制一度存在争议，主要焦点在于AO的影响是否通过西伯利亚高压来实现(Gong et al.，2001；Wu and Wang，2002)o后来的研究表明，AO对东亚冬季风的影响主要是通过大气准定常行星波来实现的(Chen et al.，2005；Wang et al.，2009):AO的不同位相对应极夜急流的不同状态，这会改变大气准定常行星波的传播和振幅，进而通过波流相互作用改变副热带急流强度，以及通过行星波振幅变化改变西伯利亚高压强度，这两者共同作用，从而引起东亚冬季风强度在年际尺度上的变化+AO的位相和强度在年代际时间尺度上有显著变化(图1c)，这种变化与东亚冬季风的年代际变化具有很高的一致性(Wang and Lu，2017)。

大气环境与气候变化规律知识点总结一、大气环境的组成与结构大气环境是指包围在地球表面并随地球旋转的空气层，它是人类和生物生存的重要环境要素之一。

大气主要由氮气（约占 78%）、氧气（约占 21%）、氩气（约占 093%）以及少量的二氧化碳、水蒸气、甲烷、氦气、氖气等组成。

从垂直方向上看，大气可以分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。

对流层是大气的最底层，平均厚度约为 12 千米，集中了约 75%的大气质量和几乎全部的水汽、杂质。

这一层大气的温度随高度增加而降低，对流运动显著，天气现象复杂多变。

平流层位于对流层之上，厚度约为 50 千米，其中的臭氧层能够吸收紫外线，使得平流层的温度随高度增加而升高，气流平稳，适合飞机飞行。

中间层的高度范围约为 50 至 85 千米，温度随高度增加而降低。

热层位于 85 千米以上，温度随高度增加而迅速升高。

散逸层是大气的最外层，大气极其稀薄，粒子可以逃逸到宇宙空间。

二、大气的热力过程大气的热力过程主要包括太阳辐射的吸收、散射和地面的长波辐射等。

太阳辐射是地球大气最重要的能量来源，其中可见光部分具有较高的能量。

大气中的气体分子和微小颗粒物会对太阳辐射进行散射和吸收，使得到达地面的太阳辐射强度和光谱分布发生变化。

地面吸收太阳辐射后升温，并以长波辐射的形式向大气释放热量。

大气中的水汽、二氧化碳等气体对地面长波辐射具有较强的吸收能力，从而使大气温度升高。

这种大气对地面的保温作用被称为大气的温室效应。

三、大气环流与风大气环流是指全球范围内大气的大规模运动。

它主要包括低纬度的哈德莱环流、中纬度的费雷尔环流和高纬度的极地环流。

这些环流系统的形成与地球的自转、太阳辐射的分布不均以及海陆分布等因素有关。

风是大气环流的表现形式之一，其形成受到气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用。

在水平方向上，空气从高压区流向低压区，形成水平气压梯度力，这是风形成的直接原因。

由于地球自转产生的地转偏向力会改变风的方向，在北半球向右偏，在南半球向左偏。

平流层风向规律全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：平流层是指地球大气圈中的一层，位于对流层和同温层之间，高度在大约10公里到50公里之间。

在平流层中，存在着复杂的风向规律，这些规律对天气、气候和飞行等有着重要的影响。

平流层风向受赤道气流的影响。

赤道附近的气流是热带东北气流和副热带西风带的交汇处，这里的气流动力活跃，风向多变。

赤道气流的状况对平流层风向产生着直接的影响，例如赤道附近的副热带高压带和低压带的形成和移动，会改变大气环流格局，导致平流层风向的变化。

地球自转也会影响平流层风向。

地球自转导致地球表面的气流受到科里奥利力的影响，使得气流产生偏转，从而形成风向。

在平流层中，这种偏转会使得风向呈现出特定的规律性，例如在北半球，风向一般是顺时针方向旋转。

地形和地域性气候也会影响平流层风向。

地形的高低起伏会形成山脉和山谷，这些地形的起伏会影响平流层风向的流动，例如山脉可能会形成阻挡气流的作用，使得平流层风向呈现出局部性的变化。

地域性气候的状况也会影响平流层风向，例如在气候变化剧烈的地区，平流层风向可能会呈现出快速变化的特点。

人类活动也会对平流层风向产生影响。

工业排放物的增加导致大气中温室气体的浓度增加，这对平流层风向和气候产生了影响。

工业排放的二氧化碳等温室气体会导致大气层温度升高，从而改变平流层风向的流动模式。

飞机和航天飞行器的活动也会干扰平流层风向，特别是常年高频率的飞行活动可能对平流层风向产生不可逆的破坏。

平流层风向规律是一个受多种因素综合影响的复杂系统，只有通过全面的观测和研究，才能更好地理解和预测这些规律。

未来，我们应当加强对平流层风向的研究，提高对其变化的认识，以更好地应对气候变化和环境问题。

【本段有630字】【以下为扩展部分】平流层风向的规律是气象学和气候学领域研究的重要内容之一。

通过对平流层风向的研究，我们可以更好地预测天气变化，了解气候演变，并为航空航天活动提供重要的参考依据。

在气象学中，研究平流层风向的主要目的是为了更准确地了解大气环流格局，从而提高对天气变化的预测精度。

全球气候变化的原因、影响及变化趋势摘要: 气候变化问题被列全球十大环境问题之首, 并日益成为国际社会的一个热门话题。

本文根据全球气候变化的事实, 分析了引起全球气候变化的各种可能原因, 对温室气体、植被破坏、水汽变化等对全球气候变化的影响作了概括总结,并分析全球气候变化对农业、林业、生态系统、水资源、人类健康、工业、人居环境和社会的影响, 阐述了全球气候变化发展趋势及气候变化预测中应注意的问题。

关键词：全球气候变化；原因；影响；趋势近年来,人为因素造成的气候变化，逐渐受到关注，“全球增温”、“全球暖化”、“温室效应”、“温室气体”、“臭氧层破洞”, 不再只是学术名词了。

全球气候变化是一个牵涉广泛的问题，它涵盖的层面包括环境、生态、气候、地质、海洋、生物多样性、经济发展、政治议题等。

气候变化主要表现为三方面：全球气候变暖、酸雨、臭氧层破坏，其中全球气候变暖是人类目前最迫切的问题，关乎到人类的未来。

近百年来全球气候变化的研究在近30 a 来受到了各国政府、科学界和公众的广泛关注, 尤其是政府间气候变化专门委员会( IPCC) 发表4 次气候变化评估报告以来, 气候变暖已成为众多科学家公认的事实, 天气和气候极端事件的出现频率也随之发生了明显变化。

1.全球气候变化的原因引起气候系统变化的原因有多种，概括起来可分成自然的气候波动与人类活动的影响两大类。

前者包括太阳辐射的变化，宇宙射线，火山爆发等；后者包括人类燃烧化石燃料以及毁林引起的大气中温室气体浓度的增加，硫化物气溶胶浓度的变化，陆面覆盖和土地利用的变化等。

1.1自然因素引起全球气候变化1.1.1太阳辐射气候系统所有的能量基本上来自太阳，所以太阳能量输出的变化被认为是导致气候变化的原因之一,也可以说太阳辐射的变化是引起气候系统变化的外因。

引起太阳辐射变化的另一原因是地球轨道的变化。

地球绕太阳轨道有三种规律性的变化，一是椭圆形地球轨道的偏心率（长轴与短轴之比）以10 万年的周期变化；二是地球自转轴相对于地球轨道的倾角在21.6°～24.5°间变化，其周期为41000 年；三是地球最接近太阳的近日点时间的年变化，即近日点时间在一年的不同月份转变，其周期约为23000 年。

气候异常也称为气候反常。

是相对气候正常情况而言的。

气候正常是指气候的变化接近于多年的平均状况、适合人类的活动和农业生产。

气候异常则是破坏了气候变化的多年规律，出现了少见的气候状况，如奇冷、奇热、特大暴雨、严重干旱、狂风不止等，它对人类的活动和各种生产建设及植物生存、成长影响极大。

气候异常的原因，概括有三大类：（1）天文原因：包括太阳辐射的变化、地球轨道参数（即地轴倾斜、轨道偏心率、岁差的改变等）以及潮汐的变动；（2）地理原因：包括地极移动、海陆变迁、大陆漂移、极冰的消长以及火山活动等；（3）人为原因：燃烧化石燃料使大气中的CO2含量增加，以及人为增加气溶胶的影响。

（1）太阳活动：气候变化的根本原因是太阳活动，太阳活动能够引起太阳辐射的变化，如果太阳的辐射活动性增强，太阳的直接辐射通量就会增加，地球表面的温度就会升高，并且赤道的温度升高大于两极，使赤道和两极间的温度梯度增大，进而使大气环流加强。

温度升高和环流加强导致蒸发增加，引起云量和降水增加。

云量增加使回到天空中的太阳辐射也增加。

此外，云量增加，使昼夜之间、冬夏之间及海陆之间温度差异减少，在太阳辐射增强期间，气候具有海洋性。

在太阳辐射减弱期间，气候具有大陆性。

（2）CO2和气溶胶：伴随着世界范围工业化及人类其他活动，大气中微尘含量增加，使地气直接得到的太阳辐射量减少，从而地表温度降低。

（3）火山活动：火山爆发后，进入到平流层下层的火山灰尘所形成的火山灰尘幕能扩散到整个半球。

在低纬度喷发能扩散到全球，并在中高纬度保持最大浓度，最后在极冠落下，其影响最大的为中纬度。

平流层下层的气溶胶粒子的寿命一般是3到7年，长的能达15年，因此火山爆发后会对世界性气候变化产生一定的影响。

（4）现象和现象：厄尔尼诺现象是指秘鲁外海及赤道太平洋地区海水温度的持续异常偏高的现象，它是海洋与大气相互作用的一个突出表现。

在一般情况下，热带太平洋西部的表层水较暖，而东部的水温很低。

气候变暖对大气环流的影响气候模式变化和气候异常事件气候变暖对大气环流的影响气候模式变化和气候异常事件气候变暖是当今全球面临的重大挑战之一。

随着全球气温的不断上升，大气环流系统也发生了一系列的变化。

本文将探讨气候变暖对大气环流的影响以及由此引发的气候异常事件。

一、气候模式变化气候模式是指某一地区或全球范围内长期统计的天气变化规律。

气候变暖导致大气环流的模式发生变化，进而引发各种气候现象。

1.1 副热带高压带的扩展副热带高压带是北半球和南半球的副高压带的集合，它对大气环流起着至关重要的作用。

随着气候变暖，副热带高压带向两极方向扩展，致使地区的降水量减少，气温升高。

例如，在亚洲地区，横跨中国南方的副热带高压扩展导致南方地区旱灾的频繁发生。

1.2 极地涡的变弱极地涡是北半球和南半球极地地区的大气环流系统，它在维持地球温度平衡和控制气候上起着重要的作用。

然而，气候变暖导致极地涡的变弱，进而影响到极地地区的天气现象。

随着极地涡的变弱，极地冷空气会向南边推移，导致中纬度地区出现极端寒冷天气，例如北美的极寒天气“极地涡漩”。

1.3 温带西风带的变宽温带西风带是介于副热带高压带和极地涡之间的地区，它在大气环流中形成了强大的风流通道。

随着气候变暖，温带西风带向极地方向变宽，从而加强风场的异常性。

这种变化可能导致风暴和暴雨天气的增加，对人们的生活和农业产生负面影响。

二、气候异常事件气候模式的变化引发了一系列气候异常事件，给人类社会和生态系统带来了巨大的影响。

2.1 干旱和洪涝气候变暖导致某些地区降水量下降，引发干旱。

干旱会造成农作物减产、水资源匮乏等问题，并对生态环境造成破坏。

与此同时，其他地区由于降水增加，可能发生洪涝。

洪涝会导致水灾、泥石流等灾害事件，危害人民生命财产安全。

2.2 热浪和暴风雨随着气候变暖，热浪和暴风雨事件频繁发生。

热浪可能导致高温中暑和能源消耗增加，对人们的生活和健康产生直接影响。

暴风雨则可能引发洪涝、山体滑坡等灾害，给人类社会带来巨大损失。

《平流层- 对流层相互作用》课程建设思路与规划作者：郭栋，施春华，刘仁强，陈丹，胡定珠，胡景高，饶建来源：《教育教学论坛》 2017年第31期郭栋，施春华，刘仁强，陈丹，胡定珠，胡景高，饶建（南京信息工程大学大气科学学院，南京210044）摘要：平流层-对流层相互作用一直是国际大气科学研究的前沿，而我国在该领域进展相对迟缓，且没有在高校开设相关的本科课程。

因此，开设“平流层-对流层相互作用”课程迫在眉睫。

本文建议相关高校可以先开设“通识教育选修课”，接着开设“研究生选修课”，然后开设相关方向的“研究生必修课”和“本科生选修课”，最后根据需要再开设“双语课”。

此外还将课程内容和课时安排进行了规划。

关键词：平流层-对流层相互作用；课程建设；思路；规划中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）31-0219-02一、引言平流层-对流层相互作用对于理解天气气候异常是非常重要的，其过程也极为复杂。

平流层和对流层通过辐射、动力、化学、微物理等多种过程相互耦合、相互影响。

很多平流层的观测现象如南极臭氧洞、青藏高原臭氧低谷、平流层爆发性增温和热带平流层准两年振荡等都受到对流层的影响，而平流层的动力、辐射和物质输送等过程也可以在某种程度上影响对流层的天气和气候。

该领域一直是国际大气科学研究的前沿，而我国在该领域的进展相对迟缓，亟需培养该领域的专业人才，进一步加强对该领域的科研和教育投入。

我国有许多高校都开办了大气科学专业，如北京大学、南京大学、浙江大学、兰州大学等，南京信息工程大学和成都信息工程大学更是将大气科学专业作为核心学科重点发展。

但是，令人遗憾的是，暂时还没有高校开设“平流层-对流层相互作用”的本科课程。

因此，提出该课程设置的基本思路，规划课程授课内容和课时安排，对“平流层-对流层相互作用”方向在国内的发展和繁荣，提高大气科学类学生的专业素养，以及提升公众对天气气候变化的关注度与了解度都具有非常重要的科学价值和现实意义。