1. 本选题研究的目的及意义
北极平流层是全球气候系统的重要组成部分，其环流异常对中高纬度地区的天气气候变化有着显著影响。
冬季北极平流层环流的主要特征是极地涡旋，其强度和位置的波动会引发一系列大气遥相关过程，进而影响北半球中纬度地区的天气气候。
近年来，随着全球气候变暖，北极地区增温速率明显高于全球平均水平，这种现象被称为“北极放大效应”。
2. 本选题国内外研究状况综述
北极平流层冬季内纬向风年代际变化是近年来大气科学研究的热点之一。
国内外学者在该领域已经取得了一系列重要进展，但仍有一些问题需要进一步深入探讨。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.分析北极平流层冬季内纬向风年代际变化的时空特征，识别出不同的变化形势；2.分析不同变化形势下的环流特征，包括纬向风、温度、位势高度等气象要素的异常分布，以及它们与北极涛动、北大西洋涛动等大气低频振荡的关系；3.探讨导致不同变化形势差异的物理机制，包括平流层内部动力过程（如行星波活动、平流层爆发性增温事件）、对流层-平流层相互作用（如对流层强迫、平流层对对流层的反馈）以及其他外部强迫因子（如太阳活动、火山活动、人类活动）的影响；4.评估不同变化形势对北半球冬季气候的影响，例如对冬季气温、降水、极端天气气候事件、北极海冰、北大西洋涛动等的影响。
1. 主要内容
本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.分析北极平流层冬季内纬向风年代际变化的时空特征，识别出不同的变化形势；2.分析不同变化形势下的环流特征，包括纬向风、温度、位势高度等气象要素的异常分布，以及它们与北极涛动、北大西洋涛动等大气低频振荡的关系；3.探讨导致不同变化形势差异的物理机制，包括平流层内部动力过程（如行星波活动、平流层爆发性增温事件）、对流层-平流层相互作用（如对流层强迫、平流层对对流层的反馈）以及其他外部强迫因子（如太阳活动、火山活动、人类活动）的影响；4.评估不同变化形势对北半球冬季气候的影响，例如对冬季气温、降水、极端天气气候事件、北极海冰、北大西洋涛动等的影响。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用多种研究方法，包括统计分析、数值模拟和理论分析等，具体步骤如下：
1.数据收集和处理：-收集北极平流层大气环流相关的再分析资料、卫星观测资料以及数值模式输出结果，例如ERA5再分析资料、NCEP/NCAR再分析资料、JRA-55再分析资料、AIRS卫星观测资料、MLS卫星观测资料等；-对收集到的数据进行质量控制和预处理，例如去除异常值、插值到统一的时空分辨率等；-根据研究需要，对数据进行合成分析、滤波分析等处理。
2.北极平流层冬季内纬向风年代际变化形势的识别：-利用经验正交函数分解（EOF）或旋转经验正交函数分解（REOF）等方法，对北极平流层冬季内纬向风进行模态分解，识别出主要的年代际变化模态；-根据主要模态的时间系数，将北极平流层冬季内纬向风的年代际变化划分为不同的形势。
3.不同变化形势下环流特征和影响的分析：-针对不同的年代际变化形势，合成分析北极平流层纬向风、温度、位势高度等气象要素的异常分布，揭示不同形势下的环流特征；-分析不同形势下北极平流层环流异常与北极涛动、北大西洋涛动等大气低频振荡的关系；-利用相关分析、回归分析等方法，评估不同形势对北半球冬季气温、降水、极端天气气候事件、北极海冰、北大西洋涛动等的影响。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：
1.从年代际变化形势差异的角度研究北极平流层冬季内纬向风的变化，区别于以往着重于平均态变化的研究，有助于更全面地认识北极平流层环流变化的规律。
2.结合多种观测资料、再分析资料和数值模式结果，综合分析不同年代际变化形势的环流特征、形成机制及其影响，为深入理解北极平流层环流变化提供更可靠的依据。
3.将北极平流层冬季内纬向风的年代际变化形势差异与其对北半球冬季气候的影响联系起来，为提高气候预测的准确性提供科学参考。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 刘屹岷, 陈文, 何金海, 等. 2013年1月北极平流层爆发性增温的低频特征[J]. 大气科学, 2014, 38(3): 441-454.
[2] 高文秀, 陈文. 北极平流层爆发性增温研究进展[J]. 大气科学, 2017, 41(2): 241-256.
[3] 何金海, 刘屹岷, 陈文. 北极平流层爆发性增温的分类和个例分析[J]. 大气科学, 2015, 39(4): 725-738.
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