全球變暖背景下的南極地區(qū)氣候變化

1、全球變暖背景下的南極地區(qū)氣候變化*龔道溢（北京大學(xué)地球物理系，北京100871）提 要 利用均勻分布的再分析格點(diǎn)資料，對(duì)近二十多年來(lái)南極地區(qū)氣溫和降水的變化特征進(jìn)行了分析。在全球變暖的大背景下，南極地區(qū)的氣溫冬季、春季和秋季都有上升趨勢(shì)，而夏季則有下降趨勢(shì)，年平均氣溫也是上升趨勢(shì)。氣溫上升趨勢(shì)最強(qiáng)烈的是冬季，其次是春季。降水各季和全年都有增加趨勢(shì)。南極地區(qū)的氣溫和降水的變化及區(qū)域差異與南極濤動(dòng)有密切的關(guān)系。 在年際尺度上， 年平均氣溫和降水與南極濤動(dòng)指數(shù)是負(fù)相關(guān)，當(dāng)南極濤動(dòng)強(qiáng)時(shí)，氣溫偏低，降水量減少。對(duì)不同的區(qū)域影響的方式和程度也有區(qū)別。夏季平均氣溫和東南極地區(qū)一些地區(qū)氣溫的下降趨勢(shì)， 繞極低

2、壓槽附近地區(qū)降水的增加趨勢(shì)可能都與南極濤動(dòng)的加強(qiáng)有關(guān)。從長(zhǎng)期變化趨勢(shì)來(lái)看，氣溫、降水和南極濤動(dòng)指數(shù)都有上升的趨勢(shì)，這說(shuō)明全球變暖從更大的時(shí)間尺度和空間尺度上影響著南極濤動(dòng)。關(guān)鍵詞全球變暖南極地區(qū)氣候變化大氣環(huán)流分 類(lèi)中圖法P461南極地區(qū)是全球最大的冰雪分布區(qū)，南極大陸面積約占南半球面積的十分之一，其中95%以上的地區(qū)終年為冰雪所覆蓋，冰蓋面積達(dá)14× 106km2，海冰面積的季節(jié)變化在4-20× 106km2 ，平均幾乎相當(dāng)于南極大陸的面積1,2 。由于其四周都是開(kāi)放的大洋，所以對(duì)高、中緯的海洋和大氣環(huán)流的熱力、 動(dòng)力特性都有重要影響 3 ，因此了解在全球變暖背景下， 南

3、極地區(qū)氣候變化究竟有什么特點(diǎn)，對(duì)于我們理解和監(jiān)測(cè)全球氣候系統(tǒng)的變化都有十分重要的意義。在全球和南半球氣溫增加的背景下，南極地區(qū)這樣的特殊區(qū)域氣候變化究竟有什么特點(diǎn)，越來(lái)越引起重視4 。近幾十年來(lái)對(duì)南極地區(qū)氣候變化的研究主要依賴少數(shù)測(cè)站的觀測(cè)記錄，但南極地區(qū)降水的測(cè)量十分困難，因此大部分測(cè)站都沒(méi)有降水記錄，所以對(duì)南極大陸降水變化的研究一直是比較薄弱的。另外，南極地區(qū)特別是南極大陸測(cè)站很少，而且測(cè)站分布很不均勻，所以用少數(shù)測(cè)站平均來(lái)表示整個(gè)南極地區(qū)，其代表性還有待探討。最新的再分析格點(diǎn)資料均勻覆蓋了整個(gè)南極大陸，用這套完整的格點(diǎn)資料來(lái)研究南極地區(qū)在全球變暖背景下的氣溫和降水變化，是本文的第一個(gè)目的

4、。另外，全球氣候變化有很強(qiáng)的區(qū)域差異，表現(xiàn)出一定的內(nèi)在結(jié)構(gòu)性，這與大氣環(huán)流的變化有密切關(guān)系，許多研究也指出大氣環(huán)流對(duì)區(qū)域或半球尺度的氣候變化有重要影響 5,6 。那么，南極地區(qū)的氣候變化究竟與南半球中高緯大氣環(huán)流關(guān)系如何呢？這是本文要研究的第二個(gè)問(wèn)題。1 資料1950 年代以前南極地區(qū)觀測(cè)氣候資料十分稀少，僅有少數(shù)探險(xiǎn)觀測(cè)記錄，系統(tǒng)的觀測(cè)只是從國(guó)際地球物理年（IGY, 1957/58 年）才開(kāi)始的，即使這樣，到1990 年代初，南極大* 國(guó)家自然科學(xué)基金資助(編號(hào) 49635190)第一作者簡(jiǎn)介：男，1969年生，博士，氣候?qū)W專(zhuān)業(yè)。1陸上常規(guī)的測(cè)站也僅僅才29 個(gè)，其中三分之一的站集中分布在6

5、0 -75 S、55 -75 W 的南極半島狹長(zhǎng)地帶7 。因此，人們的研究更多的依賴同化資料，即根據(jù)地面、船舶等常規(guī)觀測(cè)和衛(wèi)星遙感資料等的同化處理得到的各氣候要素。而同化資料的最初目的只是為各種環(huán)流模式提供初始場(chǎng)，而很少考慮到氣候變化研究的需要，因而同化系統(tǒng)的改進(jìn)和更迭也造成了同化資料間的不連續(xù)性 8 ，為此，美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)測(cè)中心（NCEP ）和國(guó)家大氣研究中心（NCAR ）聯(lián)合組織和實(shí)施了“再分析計(jì)劃”（Reanalysis Project），其目的就是希望消除同化資料的上述弊端，為全球氣候變化的研究提供一套較為可靠、系統(tǒng)和完整的資料。這套再分析資料以其完整、連續(xù)和科學(xué)性，被公認(rèn)為是目前為止

6、所有分析資料中最好的一套?，F(xiàn)在，9 。NCEP-NCAR CDAS-1再分析資料已經(jīng)在全球范圍得到普遍的認(rèn)可和廣泛的使用本文分析所用的南極地區(qū)氣候資料都用從美國(guó)氣候預(yù)測(cè)中心得到的NCEP-NCARCDAS-1 再分析資料。包括地面降水率和氣溫格點(diǎn)資料（約為7.5 經(jīng)度× 3.8 緯度），及海平面氣壓資料 （ 10 經(jīng)度× 5 緯度） ，都取南半球部分， 資料起止時(shí)間從1974 年 1 月到 1996年12月。2 近百年南半球氣溫的增暖圖 1 是根據(jù)最新陸地和海洋溫度觀測(cè)資料補(bǔ)充計(jì)算的1856 年到 1996 年南半球年平均氣溫距平 1)，氣溫的上升趨勢(shì)在圖中非常明顯，194

7、0 年以來(lái)的氣溫距平平均比整個(gè)序列平均值要高 0.20 C，1980 年以來(lái)的氣溫距平平均又比1940 年以來(lái)平均值要高 0.18 C，1990-1996年平均比1980 年 -1996 年平均高 0.03C。對(duì)資料較為豐富的 1940 年以來(lái)序列的計(jì)算， 增溫率為 0.46C/百年，整個(gè)序列的氣溫增暖率約為0.49 C/百年，二者非常相近，可見(jiàn)整體上氣溫的變暖趨勢(shì)是很穩(wěn)定的。從本世紀(jì) 60 年代開(kāi)始， 特別是 80 年代以來(lái)， 南半球變暖有加強(qiáng)的跡象，這從相鄰的年代 10 年平均距平的差來(lái)看很清楚， 1960 年代溫度距平平均為 -0.12C，比 1950 年代高 0.03 C，1970 年

8、代又比 60 年代高 0.08C，1980 年代比 1970 年代高 0.17C，是自 1940 年代以來(lái)相鄰年代間增溫最大的 10 年， 1990 年以來(lái)的 7 年平均也比1980 年代高 0.06 C。這與北半球的情況也有較大的不同， Parker 等也曾指出，1980 年代以來(lái)，地面平均氣溫南半球增暖幅度要比北半球和全球平均值高10 ，因此， 南半球最近 30 多年來(lái)的增暖趨勢(shì)和強(qiáng)度都比北半球更為明顯。 這在南極地區(qū)也有反映， 如南極半島地區(qū)近幾十年來(lái)就一直有增暖的趨勢(shì)7,11 ，不過(guò)南極半島并不能代表整個(gè)南極地區(qū)，南極各個(gè)區(qū)域氣候變化也是有差別的12 。整個(gè)南極地區(qū)在全球和南半球加速變

9、暖的情況其氣候變化有什么響應(yīng)，及其區(qū)域特征如何將在下節(jié)討論。圖 1 南半球年平均氣溫距平（對(duì) 1961-1990, 光滑曲線為 9 點(diǎn)高斯濾波值 , 單位： C） Fig.1 Anomalies of South Hemispheric mean annual temperature time series from 1856 to 1996.(Relative to a 1961-90 reference period, and smoothed with a 9-point Gaussian filter. Unit:C)3 近期南極地區(qū)氣溫和降水變化3.1 氣溫和降水的變化趨勢(shì)因?yàn)榫暥仍?/p>

10、高網(wǎng)格點(diǎn)越密，而每個(gè)格點(diǎn)所代表的區(qū)域范圍就越小，如果取簡(jiǎn)單的算術(shù)1)P.D. Jones, 1997: Global Temprature. 個(gè)人通信 2平均勢(shì)必夸大了高緯地區(qū)對(duì)南極地區(qū)平均的貢獻(xiàn)，所以使用面積加權(quán)計(jì)算的平均氣溫對(duì)整個(gè)南極地區(qū)的代表性更好。南極地區(qū)地表氣溫和降水都用 60 S 以南地區(qū)面積加權(quán)平均來(lái)代表，如某一時(shí)間 t 的氣溫 T t 由下式計(jì)算：n(Ti , j cos( i , j )ti, j 1Tt=n(cos( i, j ) ti , j 1Ti,j 代表格點(diǎn)（ i , j ）的氣溫，i,j 代表格點(diǎn)（ i , j ）的緯度， t 代表時(shí)間， Tt 為平均氣溫。平均降

11、水先由降水率換算成月降水量，再由上式計(jì)算。圖 2 南極地區(qū)氣溫距平變化圖 3 南極地區(qū)降水距平變化（a:年，b:春季，c:冬季， d:秋季， e:夏季 , 單位： C，（ a:年平均， b:春季， c:冬季， d:秋季， e:夏季 , 單位：虛線為趨勢(shì)）Fig.2 Anomalies of Antarctic temperature of annual(a), spring(b), winter(c),autumn(d) and summer(e).Unit: C , Trend .mm, 虛線為趨勢(shì)）Fig.3 Anomalies of Antarctic precipitation of

12、annual(a), spring(b), winter(c), autumn(d) and summer(e). Unit: mm , Trend .南極地區(qū)平均氣溫和降水變化見(jiàn)圖2 和圖 3，都用距平表示，分別以四季和年平均值方式給出。從圖2 和圖 3 中可以很清楚地看出，除夏季平均外，其它季和年的氣溫，及降水變化都顯示出強(qiáng)烈的上升趨勢(shì)，氣溫增溫率最大的是冬季，達(dá)到1.19 C/10a，其次是春季，為 0.41 C/10a，這與北半球最近冬、春的顯著增溫是一致的；但是夏季卻有顯著的下降趨勢(shì)，達(dá)-0.47 C/10a，而南、北半球平均氣溫和全球夏季平均氣溫都顯示最近20 多年來(lái)有上升的趨勢(shì)。

13、降水的變化率都是有增加的趨勢(shì)，夏季和冬季增加率最高，分別為5.9mm/10a 和 5.7mm/10a，而春季和秋季的增加率稍低。全年平均來(lái)看，平均氣溫的上升和年降水量的增加都非常突出。表 1 南極地區(qū)平均氣溫和降水的變化率Tab.1 Change rate of temperature and precipitation over Antarctic region春 (9-11 月 )夏 (12-2 月 )秋(3-5月)冬 (6-8 月)年 (1-12 月 )氣溫 ( C/10a)0.41-0.470.241.190.34降水 (mm/10a)3.85.93.95.719.33.2 氣溫和降水

14、變化的區(qū)域特征年平均氣溫和降水量的變化在南極地區(qū)也是有很大區(qū)域差別的。圖 4 是氣溫和降水變化的趨勢(shì)系數(shù)， 即氣候序列與自然連續(xù)遞增數(shù)列1,2,3,n 的相關(guān)系數(shù)， 如果趨勢(shì)系數(shù)為正值，則表明有上升趨勢(shì)，為負(fù)值則表明氣候序列有下降趨勢(shì)，圖4a 是年平均氣溫的趨勢(shì)系數(shù)分布，圖 4b 是年降水量的趨勢(shì)系數(shù)。負(fù)的趨勢(shì)系數(shù)用虛線表示，超過(guò)95%信度水平的地區(qū)分別用斜線標(biāo)標(biāo)示。圖 4 年平均氣溫 (a)和年降水量 (b)趨勢(shì)系數(shù)（負(fù)的系數(shù)用虛線表示，陰影區(qū)表示達(dá)到95%信度水平）Fig.4 Trend coefficients of annual temperature(a) and precipita

15、tion(b)., negative contours, areas above 95%confidence level are shaded.3年平均氣溫在南大洋區(qū)域主要表現(xiàn)為下降的趨勢(shì)，其中達(dá)到顯著信度水平的大片突出地區(qū)是南大西洋和南美東岸的太平洋。在南極大陸及鄰近區(qū)域，顯著的增暖地區(qū)包括羅斯海及附近地區(qū)、 別林斯高晉海及阿蒙森海地區(qū)、鄰近南極大陸的50 E-60 E 附近的南印度洋地區(qū)，以及瑪麗皇后地地區(qū)；在東南極大陸也還有一些地區(qū)年氣溫呈下降趨勢(shì)，不過(guò)下降的強(qiáng)度較弱，未達(dá)顯著水平。因此總體上看，整個(gè)南極大陸及相鄰地區(qū)，多數(shù)地方年氣溫都是以上升趨勢(shì)為主，其中西南極上升趨勢(shì)更為突出，東南極

16、地區(qū)則上升不明顯或有下降趨勢(shì)。年降水量有上升趨勢(shì)的地區(qū)大致是與繞南極低氣壓槽的位置相吻合，而增加趨勢(shì)顯著地區(qū)的分布大致與氣溫上升趨勢(shì)明顯的地區(qū)比較接近或一致。而在 50 S-60 S 的南大洋地區(qū)降水有減少的趨勢(shì)。南極地區(qū)平均氣溫和降水都有上升趨勢(shì)，從區(qū)域分布特點(diǎn)來(lái)看，也是氣溫有增加趨勢(shì)的地區(qū)與降水有增加趨勢(shì)的地區(qū)比較接近，這是可以理解的，在南半球普遍升溫的情況下，更多的水汽從海洋進(jìn)入到大氣圈，從而有利于南極地區(qū)降水的增加。取南極大陸上139 個(gè)格點(diǎn)來(lái)代表南極大陸，計(jì)算其氣溫和降水，年平均氣溫和年降水量間的相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.57(n=23) ，因此，氣溫的升高對(duì)南極地區(qū)降水的增加是有利的。這也可

17、以從不同的大氣環(huán)流模式（ GCM ）模擬結(jié)果得到證實(shí)，在CO2 倍增情況下極地地區(qū)的降水響應(yīng)是強(qiáng)烈的，最近 GFDL 、 GISS 和 UKMO的模擬都顯示當(dāng)CO2 倍增時(shí)極地地區(qū)積雪量將增加，而且與北極地區(qū)相比，南極地區(qū)積雪量的增加非常突出13 。4 大氣環(huán)流的變化及其與氣溫、降水的關(guān)系前面分析表明雖然南極地區(qū)總體上氣溫和降水都有上升的趨勢(shì)，但有明顯的區(qū)域差別。氣溫和降水變化的這種區(qū)域差別可能與南半球大氣環(huán)流的作用有密切的關(guān)系。4.1 大氣環(huán)流指標(biāo)在反映南半球中高緯地區(qū)大氣環(huán)流的諸多指標(biāo)中，大部分都是區(qū)域性的，反映的尺度也較小，且主要集中在新西蘭、澳大利亞?wèn)|南部及南極半島和南美南端14,15

18、 。圖 5 南極濤動(dòng)指數(shù)（ a:年平均 b:夏季 c:冬季） .Fig.5 Antarctic oscillation index （ a:annual b:summer c:winter ） .最近的研究表明南半球中高緯地區(qū)大尺度大氣環(huán)流變化最突出的特征是南極濤動(dòng)16 ，即 40 S-50 S 緯度地帶大部分區(qū)域與南極大陸及附近緯度氣壓的變化呈一種“翹翹板” 形式的駐波性質(zhì)關(guān)系， 波節(jié)在 55 S 附近，計(jì)算緯圈平均海平面氣壓之間的相關(guān)，以40S和65S間負(fù)相關(guān)最顯著 16 ，而且不管是對(duì)觀測(cè)的、還是模擬的南半球及全球海平面氣壓場(chǎng)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分析南極濤動(dòng)都是最顯著的，解釋的方差也最大1

19、) ；因此，文獻(xiàn) 16 用 40 S和 65 S 緯圈平均海平面氣壓的差來(lái)定義南極濤動(dòng)指數(shù)（即Antarctic Oscillation Index,縮寫(xiě)AOI ），對(duì) 60 S 到 90 S 的高緯地區(qū)， 南極濤動(dòng)指數(shù)平均可以解釋海平面氣壓總方差的37.6%，南極濤動(dòng)指數(shù)很好地刻劃了南半球中高緯近地面大氣環(huán)流的特征。以往對(duì)南半球中高緯地區(qū)大尺度環(huán)流指標(biāo)中研究得比較多的是“貫極指數(shù)”（即Trans-Polar Index ，縮寫(xiě) TPI ）17,18,19 ，最早 Pittock （ 1980 ）發(fā)現(xiàn)南大西洋的Stanley（ 52 S，1)龔道溢 ,1997: 20 世紀(jì)全球大氣濤動(dòng)變率的研

20、究.北京大學(xué)博士學(xué)位論文.458 W ）氣壓與澳大利亞塔斯馬尼亞島的Hobart （ 42.88 S， 147.33 E）氣壓存在反向變化的趨勢(shì)，因此用Hobart 與 Stanley 海平面氣壓距平的差來(lái)定義TPI 。比較“貫極指數(shù)”和“南極濤動(dòng)指數(shù)” 的定義可以發(fā)現(xiàn)，從緯度位置上看，Hobart 接近 40 S，而 Stanley 則介于 40 S和 65 S 之間，所以 Hobart 和 Stanley 間海平面氣壓變化的顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系并不穩(wěn)定，如1931-1960 年間相關(guān)系數(shù)為 -0.68，但 1951-1982 年期間則僅為 -0.12（ Carleton 1989 ） 18 ，但

21、是如果不用 Stanley 而用比它位置更偏南的 Orcadas（ 60.7 S， 44.7 W ）等站與 Hobart 或新西蘭的站點(diǎn)，則隨時(shí)間變化仍然保持穩(wěn)定的顯著負(fù)相關(guān)，Orcadas 及附近 3 個(gè)站平均氣壓與新西蘭 5 個(gè)站平均氣壓夏季相關(guān)系數(shù) 1903-1945 年和 1946-1990 年期間分別達(dá) -0.53 和 -0.52 （Villalba et al 1997 ） 19 。這也從另一方面說(shuō)明用 40 S 和 65 S 平均海平面氣壓差定義的南極濤動(dòng)指數(shù)對(duì)南半球中高緯大尺度大氣環(huán)流有更好的代表性，也有更高的穩(wěn)定性。1974 年以來(lái)年平均、夏季和冬季的AOI 變化見(jiàn)圖5。4.

22、2 大氣環(huán)流對(duì)氣溫和降水變化的影響南極濤動(dòng)的強(qiáng)弱反映的是南半球中高緯大尺度大氣運(yùn)動(dòng)的形式與強(qiáng)度的變化，對(duì)南極地區(qū)氣溫和降水變化的影響是顯著的16 。年平均氣溫與 AOI 的相關(guān)分布見(jiàn)圖6a，顯著的正相關(guān)區(qū)集中在南極半島及附近大片地區(qū)，而羅斯海以東的地區(qū)和東南極大陸大片地區(qū)是顯著的負(fù)相關(guān)，即南極濤動(dòng)強(qiáng)時(shí)，南極大陸大部分地區(qū)氣溫都偏低而南極半島及附近地區(qū)氣溫偏高。年平均降水與AOI 的相關(guān)分布中，正相關(guān)主要分布在繞極低壓槽及附近地區(qū)，南極大陸以負(fù)的相關(guān)為主，顯著的負(fù)相關(guān)集中在羅斯海以東地區(qū)，見(jiàn)圖6b。氣溫、降水與南極濤動(dòng)的這種相關(guān)關(guān)系的分布特征，與南極濤動(dòng)變化引起的近地面大氣環(huán)流的異常有很大關(guān)系。

23、當(dāng)南極濤動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，則40S 附近氣壓偏高，65 S 左右地區(qū)的氣壓偏低，所以南極大陸上偏南風(fēng)加強(qiáng)，使得氣溫偏低，而且氣流主要由大陸吹向海洋，還由于地形的關(guān)系，地面主要表現(xiàn)為下吹風(fēng)(katabatic wind) ，都不利于南極大陸地區(qū)增加降水。而 60 S-70 S 地區(qū)當(dāng)南極濤動(dòng)強(qiáng)時(shí)， 繞南極低氣壓帶氣壓下降，意味著氣旋活動(dòng)的加強(qiáng)，這將導(dǎo)致降水的增加。南極半島及羅斯海以東地區(qū)的氣溫和降水的變化，都是表現(xiàn)為兩個(gè)顯著的相反性質(zhì)的區(qū)域，這可能與南極濤動(dòng)變化引起的低氣壓中心的強(qiáng)度和位置的變化有關(guān)。對(duì)比AOI 最強(qiáng)和最弱兩種情況下年海平面氣壓距平變化，發(fā)現(xiàn)南極濤動(dòng)強(qiáng)時(shí)，羅斯海域的低壓中心位置大大偏東，

24、與正常狀況相比，其變化向東可達(dá)一千多公里，到達(dá)阿蒙森海16,20 。因此，低壓東部的偏北氣流和其西部的偏南氣流都加強(qiáng)，且位置東移，形成南極半島及附近區(qū)域氣溫和降水的正異常和羅斯海以東地區(qū)的負(fù)異常。圖 6 年平均 AOI 與年平均氣溫 (a)和年降水量 (b)的相關(guān)系數(shù)分布（負(fù)的系數(shù)用虛線表示，陰影區(qū)表示達(dá)到95%信度水平）Fig.6 Correlation coefficients between annual AOI and temperature(a) and precipitation(b)., negative contours,areas above 95% confidence l

25、evel are shaded.從年際變化來(lái)看，南極大陸的年平均氣溫和降水與南極濤動(dòng)指數(shù)表現(xiàn)為反向的關(guān)系，當(dāng)南極濤動(dòng)強(qiáng)時(shí)，氣溫偏低，降水量減少，年平均南極濤動(dòng)指數(shù)和南極大陸139 格點(diǎn)計(jì)算的年平均氣溫及年降水量之間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.55 和 -0.31 。但是，從長(zhǎng)期變化趨勢(shì)來(lái)看，南極濤動(dòng)指數(shù)也有上升的趨勢(shì)，夏季的上升趨勢(shì)比冬季更明顯。夏季南極濤動(dòng)指數(shù)的上升趨勢(shì)與氣溫的下降趨勢(shì)與年際尺度上二者的反向關(guān)系是一致的，說(shuō)明夏季氣溫的長(zhǎng)期變化（即下降趨勢(shì)），南極濤動(dòng)可能有很大的貢獻(xiàn)的。但是，5夏季和年的降水及年平均氣溫都與年際濤動(dòng)指數(shù)有相同的上升趨勢(shì)，這與年際尺度上南極濤動(dòng)指數(shù)和南極地區(qū)降水及氣溫

26、的反向關(guān)系是不一致的。這說(shuō)明全球變暖從更大的時(shí)間尺度和空間尺度上影響著南極濤動(dòng)，而通過(guò)南極濤動(dòng)的變化又進(jìn)一步影響和改變區(qū)域的氣溫和降水，因而造成在全球增暖的大背景下區(qū)域氣候變化在不同地區(qū)的差異。5 結(jié)論由再分析資料格點(diǎn)資料，按面積加權(quán)計(jì)算的平均氣溫和降水有較好的代表性。近二十多年來(lái)南極地區(qū)年平均氣溫有上升的趨勢(shì)，在氣溫變暖的背景下，年降水量也有增加的趨勢(shì)。氣溫和降水的變化不同季節(jié)和地區(qū)有較大的差異。氣溫的增暖主要是冬季和春季，而夏季平均氣溫呈下降趨勢(shì)。東南極地區(qū)一些地區(qū)的年平均氣溫也有下降趨勢(shì)。降水增加最顯著的區(qū)域集中分布在繞極低壓槽附近地區(qū)。南極地區(qū)的氣溫和降水的變化及區(qū)域差異與南極濤動(dòng)有密

27、切的關(guān)系。在年際尺度上，年平均氣溫和降水與南極濤動(dòng)指數(shù)是負(fù)相關(guān)，當(dāng)南極濤動(dòng)強(qiáng)時(shí)，氣溫偏低，降水量減少。對(duì)不同的區(qū)域影響的方式和程度也有區(qū)別。夏季平均氣溫和東南極地區(qū)一些地區(qū)氣溫的下降趨勢(shì)，繞極低壓槽附近地區(qū)降水的增加趨勢(shì)與南極濤動(dòng)的加強(qiáng)有關(guān)。從長(zhǎng)期變化趨勢(shì)來(lái)看，氣溫、降水和南極濤動(dòng)指數(shù)都有上升的趨勢(shì)，這說(shuō)明全球變暖從更大的時(shí)間尺度和空間尺度上影響著南極濤動(dòng)。而通過(guò)南極濤動(dòng)的變化使得南極地區(qū)對(duì)全球變暖響應(yīng)的方式和強(qiáng)度、及區(qū)域的差異等都發(fā)生變化。參考文獻(xiàn)1Budd W F. Antarctica and global change. Climatic Change , 1991,18:271 29

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36、elated to ElNino-Southern Oscillation.J. Geophysical Research,1996,101(D14): 19109 19118.Antarctic Climate Change Under the Background of Global WarmingGong Daoyi( Department of Geophysics, Peking University, Beijing100871)ABSTRACTThis paper analyzed the characteristics of surface temperature and pr

37、ecipitation changingover the Antarctic region in the past two decades based on the NCEP-NCAR reanalysis data. Under the background of global warming, the temperature of Antarctic region increases in winter, spring and autumn, but the summer temperature tends to reduce. The annual temperature also in

38、creases. The strongest warming occurs in winter. Antarctic precipitation of all four seasons is increasing. The variation of temperature and precipitation has different features in different area. Evidence shows that the atmospheric circulation may play an important role in the difference between pl

39、aces. Annual averaged AOI correlated to surface temperature and precipitation of Antarctica is -0.55 and -0.31 respectively, and the temperature to precipitation is 0.57. These show that in annual scale the variation of surface air temperature and precipitation are both affected , or controlled, by

40、the AOI. But, all AOI, temperature and precipitation have the same upward trend, especially the trend of AOI and precipitation is pronounced. One feasible explanation is that under the background of global warming, Antarctic temperature is also increasing, higher temperature means more moisture in a

41、ir, then increasing precipitation can be expected. Many general circulation models also suggest that precipitation amounts in polar latitudes will increase under double CO 2 scenarios, especially in Antarctic region.Key Words:global warming, Antarctica, climate change, Antarctic Oscillation70.30.0-0.3-0.618601870188018901900191019201930194019501960197019801990圖 1 南半球年平