Niño海区冷暖事件的小波功率谱分析

根据NOAA/CPC发布的1950．1-2003-12期间Nino海区的SSTA资料，采用小波变换方法分析了SST变化的多时间尺度结构及其强度变化。结果表明，Nino各海区的SSTA序列表现出多层次相互嵌套的时频结构，经检验存在着2～7a、8-20a和30a以上尺度的变化周期；10a以上和1a以下时间尺度的周期信号能量较弱。显著性变化周期的能量主要集中在2～7a的周期振荡上；同一事件在不同海区的频率结构也不完全相同，冷暖事件的振荡能量和显著性水平从东向西有低频增大而高频减弱的变化趋势，时域中1970年以后尤为明显。     

Ni(n)o海区冷暖事件的小波功率谱分析

根据NOAA/CPC发布的1950.1～2003.12期间Ni(n)o海区的SSTA资料,采用小波变换方法分析了SST变化的多时间尺度结构及其强度变化.结果表明,Nino各海区的SSTA序列表现出多层次相互嵌套的时频结构,经检验存在着2～7 a、8～20 a和30 a以上尺度的变化周期;10 a以上和1 a以下时间尺度的周期信号能量较弱,显著性变化周期的能量主要集中在2～7 a的周期振荡上;同一事件在不同海区的频率结构也不完全相同,冷暖事件的振荡能量和显著性水平从东向西有低频增大而高频减弱的变化趋势,时域中1970年以后尤为明显.     

Nio海区冷暖事件的小波功率谱分析

根据NOAA/CPC发布的1950.1~2003.12期间Ni?o海区的SSTA资料,采用小波变换方法分析了SST变化的多时间尺度结构及其强度变化。结果表明,Ni?o各海区的SSTA序列表现出多层次相互嵌套的时频结构,经检验存在着2~7a、8~20a和30a以上尺度的变化周期;10a以上和1a以下时间尺度的周期信号能量较弱,显著性变化周期的能量主要集中在2~7a的周期振荡上;同一事件在不同海区的频率结构也不完全相同,冷暖事件的振荡能量和显著性水平从东向西有低频增大而高频减弱的变化趋势,时域中1970年以后尤为明显。     

热带海表温度及北大西洋涛动与ENSO事件的相关分析

采用交叉小波变换方法分析了热带SST、NAO与ENSO事件之间的多时间尺度相关特征。结果表明,热带SST与ENSO事件在2～7年和30年以上尺度的周期振荡上存在着显著的同位相正相关,其中以4年尺度周期的方差贡献最大,时域中热带SST冷暖变化的时间与ENSO冷暖交替的时间一一对应;北大西洋SST与ENSO事件在4年和15年尺度周期振荡上表现为方差贡献较大的正相关;NAO与ENSO事件相关较弱,在2～7年和10～24年尺度上表现为负相关,而25年以上尺度为正相关,时域中NAO强弱变化与ENSO冷暖交替的对应关系并不完全一致。     

华南近海近40年的实测SST变化特征

使用实测月平均海表温度（SST）资料序列研究华南近海区域的变化特征,得出：华南近海的月和年平均SST皆以上升趋势为主,年平均SST最近44年的线性增长率为0.12～0.19℃/10年,冬半年的上升幅度普遍高于夏半年。其变率冬半年远大于夏半年,最大为2、3月份,显著的冷暖事件也多发生于冬半年;冬半年东部变率较小,而夏半年则以东部较大。运用小波多分辨分析方法进行周期特征分析,华南近海各站SST的各尺度的分量序列十分相近,其中低频分量显示华南近海SST始于1970年代中期的上升趋势延续至今,其变化以年内变化为主。华南近海SSTA与Ni？o4指数同期相关很好,与Ni？o3,4区超前4个月时相关最显著。Ni？o各海区SSTA与华南近海SSTA的小波多分辨分析所得平滑成分、2.3～4.6年成分间的相关最为显著,其他年以上尺度的相关也高于SSTA序列间的相关,可见华南近海SST年际以上时间尺度的变化与ENSO变化有密切关系。     

河南省气温变化与北极涛动指数的关系研究

利用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省近50多年来月平均气温距平序列的时频变化特征以及两者之间的关系.结果表明:河南省气温和北极涛动都存在着不同时间尺度的周期性变化,且各周期分量的强度不同.北极涛动指数具有2～4 a、8 a左右年际尺度和12～25 a、35 a以上年代际尺度的周期振荡;河南气温存在准2 a、4 a、6～8 a、10～20 a、28 a和35 a以上时间尺度的周期性变化.AO振荡过程影响河南省气温变化的时频结构,且主要表现在年代际时间尺度上.     

HHT新技术及其对ENSO的诊断

年际及年代际时间变率是当代气候研究的重要问题之一。通过对近百年Nino3区月平均海面温度（SST）资料做HHT多时间尺度分析，结果表明：SST的变化包含了7个不同时间尺度的准周期振荡和一个世纪尺度的气候态，SST的主周期发生了一次显著的变化：1891-1943年主周期是准2a，1944-2002年的主周期是3～4a；分析不同模态对ENSO事件的作用表明：3～4a和6～8a分量决定了ENSO事件发生，具有相位锁定的作用，而其余尺度上的分量起着振幅和持续时间的调制作用；近百年来，冷、暖气候态变化对ENSO的冷、暖事件的影响并不显著；一些研究认为的1977年以来的“暖态有利于ENSO暖事件发生”的主要原因是：准18～20a、40a和平均气候态三个时间尺度振荡的共同作用在1977-2002年期间呈强暖相位的缘故。自20世纪90年代末期，这三个尺度的共同作用在暖相位的振幅显著的减弱，对ENSO暖事件的影响可能会减小，这在ENSO的预报中应该引起注意。     

华北地区降水的准周期信号及其阶段性变化特征

应用奇异谱（SSA）方法分析了华北地区降水的准周期信号及其阶段性变化特征，结果表明，华北地区月降水序列的年际振荡信号较强，占总方差的44．7％，显著振荡周期分别有17个月（准1～2a）、30个月（准2～3a）、60个月（准5a）和11个月（准1a），不同分区降水的准周期振荡信号各有差异。各种准周期振荡随时间的长期演变亦很明显且各不相同。奇异交叉谱（SCSA）诊断表明，华北地区降水的年际振荡与Nino区海温的准周期信号存在着显著的耦合关系，且这种耦合关系随时间是变化的，表现出耦合振荡强度的阶段性变化和耦合位相随时间的改变。各分区降水与不同Nino区海温的显著耦合周期信号及其随时间的长期演变各具特色，体现了华北地区降水对Nino区海温异常响应的复杂性。     

南亚高压的年际和年代际变化

利用1958～1998年NCEP/NCAR再分析月平均100 hPa高度场和风场资料， 依据大气环流观测事实及天气学原理，较客观地定义了描述南亚高压活动的特征参数， 然后对南亚高压的年际及年代际变化特征进行了系统的诊断分析。发现北半球中低纬 100 hPa环流异常具有空间整体性和时间持续性，即北半球中低纬100 hPa环流同时加 强或同时减弱，并且其整体异常具有明显的年代际变化。南亚高压面积和强度的变化 存在3.8年的振荡周期，与ENSO的循环周期一致。南亚高压的中心和脊线在夏季较为稳 定，较大的年际差异出现在春季。高压面积和强度的年际变化最明显，并且面积大、 强度强的年份往往与El Niao年相对应。南亚高压的位置和强度还存 在明显的年代际变化，自1978年以后，冬半年南亚高压脊线南移，中心东移，面积增大， 强度增强，夏半年南亚高压的位置变化不很明显，但是面积和强度也增大增强。这种年代 际异常与低层大气系统及赤道太平洋海温的年代际异常一致。南亚高压强度距平与热带 海洋SSTA密切相关，与印度洋海区的同期相关最好。南亚高压强度异常对印度洋SSTA的 响应时间为0～5个月，对赤道中东太平洋SSTA的响应时间为4～6个月。南亚高压明显的 年际和年代际变化特征表明，可将南亚高压看作气候系统中大气子系统异常的强信号， 通过分析南亚高压的年际及年代际异常可以更直接地研究和预测区域气候异常。     

卢氏县冬季异常气候分析

利用异常度的概念对卢氏1960-2005年冬季气候进行分析,建立了冬季异常气候(干湿冷暖)划分标准,并根据天气气候学原理对形成干湿冷暖异常冬季气候的平均环流形势、副高特征、ENSO事件等进行分析,结果表明:卢氏46 a来冬季气温从持续偏低到持续偏高的年际变化周期,与副高的强弱年际变化相对应.冷(暖)冬前期夏季副热带高压持续偏强(弱),到秋季转为持续偏弱(强).在EL Nino事件期间常出现暖冬和湿冬,而LA Nina事件期间常伴随冷冬.     

THE FREQUENCY CHARACTERISTICS OF WARM AND COLD EPISODES IN THE NI(N)O REGIONS

On the basis of NOAA/CPC data of sea surface temperature anomaly in the Nino regions during Jan. 1950 - Dec. 2003, the wavelet power spectrum of SST were studied with significance and confidence testing at different scales in this paper. It shows that the SST are provided with multi-time scales structure nested one another, and vary on scales of 2 - 7 years, 8 - 20 years and ＞30 years. The most significant variation of the warm and cold episodes is in the 4-year band of period. The power, frequency structure and confidence of the same episode are different in different Nino regions. The intensity of oscillations is increasing at low frequency bands and decreasing at high frequency bands from east to west in the Nino regions, especially after 1970.     

风应力对SST气候场和年际变率作用的诊断及数值研究

相关方法分析Nino3区SSTA和风应力的关系，发现前期风应力距平场与Nino3区SSTA有很好的相关关系，这种相关性超前8个月时就有所显现。影响Nino3区SSTA的主要风应力区域的位置随风应力超前的时间缩短均向中太平洋扩展。数值试验方法研究不同区域的风应力对热带太平洋SST作用的结果表明，强相关区域的风应力对形成和维持热带太平洋SST的气候场的作用不明显，而对SST的年际变率有重要贡献；相反，强相关区域以外的风应力对形成和维持热带太平洋SST的气候场起重要作用，但是对SST的年际变率所起的作用很不理想。     

广东省6月长连续暴雨过程的气候特征及成因

该文采用合成分析、相关分析等方法研究了影响广东省6月的最长一段暴雨日数的气候特征,并对有无长连续暴雨过程的同期及其前期环流场和海温场进行分析。结果表明:7 d以上的长连续暴雨大都出现在20世纪90年代以后。长连续暴雨过程500 hPa合成平均环流场上, 高纬度地区呈西高东低、低纬度地区呈东高西低分布。中高纬度地区欧洲槽较深,巴尔喀什湖—贝加尔湖为明显的高压脊,说明经向环流较强,冷空气活动频繁。低纬度地区南支槽活跃,副热带高压较强,有利于冷暖交绥于华南沿海,形成长连续暴雨过程。根据长连续暴雨过程的海温合成平均距平图,东太平洋Ni?o4区海温为负距平、Ni?o3区为较弱正距平,黑潮海区为较明显的正距平中心,西风漂流区以较弱的负距平为主。研究还揭示了长连续暴雨过程3—6月海温场发生了较为激烈的演变,Ni?o3,Ni?o4区海温是一个由负变正的增温过程,而无连续暴雨过程3—6月海温场的演变维持为El Ni?o海温分布型。     

AIR-SEA COUPLING MODES OF TROPICAL PACIFIC SSTA AND WIND STRESS FIELDS

The EOF thechnique is employed to investigate the characteristic modes of spatial distribution and features of temporal variation in the context of 1970-1989 wind stress and SSTA datasets over the tropical Pacific. Results show similar variation in the time coefficients of the first eigenvectors for the wind stress and SSTA fields, revealing air-sea interaction and coupling at the multiple space/time scales,which are in fairly good correspondence to the E1 Nino cycle.     

Interdecadal Variations of Phase Delays Between Two Nino Indices at Different Time Scales

Phase delays between two Nino indices-sea surface temperatures in Nino regions 1 2 and 3.4 (1950-2001)-at different time scales are detected by wavelet analysis. Analysis results show that there are two types of period bifurcations in the Nifio indices and that period bifurcation points exist only in the region where the wavelet power is small. Interdecadal variation features of phase delays between the two indices vary with different time scales. In the periods of 40-72 months, the phase delay changes its sign in 1977: Nino 1 2 indices are 2-4 months earlier than Nino 3.4 indices before 1977, but 3-6 months later afterwards. In the periods of 20-40 months, however, the phase delay changes its sign in another way:Nino 1 2 indices are 1-4 months earlier before 1980 and during 1986-90, but 1-4 months later during 1980-83 and 1993-2001.     

Interdecadal Variations of Phase Delays Between Two Ni(n)o Indices at Different Time Scales

Phase delays between two Nino indices-sea surface temperatures in Nino regions 1+2 and 3.4(1950-2001)-at different time scales are detected by wavelet analysis. Analysis results show that thereare two types of period bifurcations in the Nino indices and that period bifurcation points exist only in the region where the wavelet power is small. Interdecadal variation features of phase delays between the two indices vary with different time scales. In the periods of 40-72 months, the phase delay changes its sign in 1977: Nino 1+2 indices are 2-4 months earlier than Nino 3.4 indices before 1977, but 3-6 months later afterwards. In the periods of 20-40 months, however, the phase delay changes its sign in another way:Nino 1+2 indices are 1-4 months earlier before 1980 and during 1986-90, but 1-4 months later during 1980-83 and 1993-2001.     

El Nio事件发生和消亡中热带太平洋纬向风应力的动力作用 Ⅱ.模式结果分析

为了分析 ＥＩ Ｎｉｏ事件发生和消亡中热带太平洋纬向风应力的动力作用，建立一个类似于Ｚｅｂｉａｋ的简单热带海洋数值模式，在观测到的风应力异常的强迫下，模拟赤道太平洋地区 １９７１年１月至 １９９８年８月海表温度异常的变化。结果表明，模式对观测的Ｎｉｏ３区海表温度异常（ＳＳＴＡ）有很好的模拟能力。模拟和观测Ｎｉ区ＳＳＴＡ之间的相关系数可达 ０．９０。模式对 Ｅｌ Ｎｉｏ事件期间赤道太平洋海表温度异常随时间变化也有较好的模拟能力。为了分析Ｅｌ Ｎｉｏ期间ＳＳＴＡ的空间分布及其随时间变化的动力学机制，还对１９８６～１９８９年 ＥＮＳＯ循环期间赤道太平洋地区观测的 ＳＳＴＡ的传播特征及其形成机制进行了分析。模式较好地模拟出了观测到的赤道太平洋地区ＳＳＴＡ的传播特征，即从１９８６年底至１９８７年 ４月， ＳＳＴＡ具有向东传播的特征，从 １９８７年 ６月至 １９８８年 ２月具有向西传播的特征。动力学分析的结果表明，赤道中西太平洋地区的缔向风应力异常对 Ｅｌ Ｎｉｏ事件的发生和消亡具有重要作用。赤道中西太平洋地区的西风异常可强迫出东传的Ｋｅｌｖｉｎ波，这个东传的 Ｋｅｌｖｉｎ波对正 ＳＳＴＡ的东传起主要作用，当这个东传的 Ｋｅｌｖ     

Numerical simulations of anomalies of precipitation and surface air temperature in china in the summer of 1997

1.IntroductionStatisticalstudiesdemonstratedthatinEINinoyearstheprecipitationinsummerintheChangjiangRiverandHuaiheRiverBasinsisprobablyabovethenormalwhileitispossiblybelowthenormalinthenorthernChinaandtheHetao(theGreatBendoftheHuangheRiver)region.ThetemperatureinsummerisusuallylowerthannormalinEastAsia,especiallyinNortheastChina.Therewere6yearswithseverelowtemperaturesince1951,andtheyare1954,1957,1964,1972,1976and1983,whichareallrelatedtotheEINinoyears(seeHuangetal.,1989,1992;Xiangand…     

与不同El Nino相伴的IOD事件的季节演变特征对比

基于1951—2012年逐月海洋和大气多种要素的再分析资料,分析了与两类El Nino相伴的IOD(Indian Ocean Dipole,印度洋偶极子)事件盛期的海洋和大气异常特征,并进一步对比了与不同类型El Nino相伴的IOD事件的季节演变及对应的海气耦合过程。结果表明:两类IOD事件盛期时,暖海温强度和位置有显著差异。发生在东部型El Nino期间的IOD事件(简称EP-IOD)盛期,正(负)SSTA中心出现在热带西北(赤道东南)印度洋,强度相当,对应的热带印度洋—海洋大陆异常Walker环流强度较强、范围较大;与中部型CP El Nino相伴的IOD事件(简称CP-IOD)的正SSTA相对较弱,且偏于南印度洋,异常Walker环流较弱、较窄。在季节演变中,两类IOD事件期间的局地海气过程差异显著,伴随着西印度洋西南季风减弱和东印度洋异常东风加强,EP-IOD事件的发展以西正东负的偶极型异常海温的出现及加强为主要特征;而CP-IOD事件的发生发展则与西北印度洋异常冷海温的生消及南印度洋暖水的堆积相伴,表现为"-+-"三极型SSTA的出现并转为西正东负偶极型的过程,夏季时出现在东印度洋的异常东风以及赤道中印度洋低层负涡度异常水平环流对其发展具有重要作用。     

PREDICTION AND VERIFICATION OF THE 1997-1999 EL NINOAND LA NINA BY USING AN INTERMEDIATE OCEAN-ATMOSPHERE COUPLED MODEL*

The numerical simulations,hindcasts and verifications of the tropical Pacific sea surface temperature anomaly(SSTA) have been conducted by using a dynamical tropical Pacific ocean-atmosphere coupled model named NCCo.The results showed that the model had performed reasonable simulations of the major El Nino episodes in the history,and the model forecast skill in 1990s had been significantly improved.NCCo model has been used to predict the tropical Pacific SSTA since January 1997.The comparisons between predictions and observations indicated that the occurrence,evolution and ending of the 1997-1998 El Nino episode have been predicted fairly well by using this model.Also,the La Nina episode that began in the autumn of 1998 and the developing tendency of the tropical Pacific SSTA during the year 1999 have been predictedsuccessfully.The forecast skills of NCCo model during the 1997-1999 El Nino and La Nina events are above 0.5 at 0-14 lead months.