递归相似及其在海温演化中的应用

对刘桂馥（１９９５）［１］提出的递归相似进行计算机编程，并用此法作了特殊个例分析。与统计概念不同，文中的跃变定义为前Ｒ个数据不能完全表达当前时刻值的程度。通过对百余年（１８５６—１９９１年）南北半球太平洋、大西洋和印度洋季海温距平的递归相似分析发现：在适当分辨率下，当６≤Ｒ≤２０时跃变具有准１０年周期；当２５≤Ｒ≤８０时跃变主要出现在１８９０年左右、１９１０年左右和１９３０年左右，５０—７０年代为跃变的群发期     

北太平洋海温的气候跃度及其对中国汛期降水的影响

应用滑动Ｔ检验方法对北太平洋海温１０年际的气候跃变进行了研究，指出在７０年代末至８０年代初确实存在着一次明显的气候跃变，而跃变前后北太产洋海温结构，厄尔尼诺事件的发展过程都明显不同，进而讨论了北太平洋海温跃变前后对我国６－８月汛期降水量的影响，指出海温跃变前我国汛期降水量在东北地区偏少，华北偏多，长江流域偏水，华南偏多，而跃变后则相反。     

百余年全球海温的状态跃度分析

应用刘桂馥提出的递归相似方法，考查了百余年南，北半球太平洋，大西洋和印度洋海温季距平的状态跃度。发现在适当分辨率下，海温嗅度具有准１０年周期特性。     

太平洋区域海温跃变及其与东亚夏季风的关系

本文利用英国气象局提供的全球SST月平均资料和NCAR／NCEP提供的500百帕高度场资料，分析了全球SSTA的年际和年代际变化，发现夏季全球SST在70年代发生了一次跃变，尤其北太平洋区域SST在1976年前后，由正距平变为负跨燕，并且跃变前后东亚夏季风也发了显著变化，我国汛期降水异常形势成相反分布，海温对东亚夏季风的影响途径和机制也发生了改变，1976年以前北太平洋区域海温起主要作用，跃变后，北太平洋区域海温异常与东亚夏季风关系变得不明显，而赤道中东太平洋海温的作用变得异常重要。     

西太平洋暖池的跃变及其气候效应

用SST（COADS，NCEP）资料研究热带西太平洋暖池的年代际变化和跃变特征，讨论其气候效应。结果表明：西太平洋暖池有显著的10-20年周期的年人际变化和40-50年周期的气候跃变：一百多年来西太平洋暖池发生了4次大跃变，在1910年代中期和1950年代中期，西太平洋暖池由异常发展转为异常减弱，1930年代初和1980年代初，西太平洋暖池由异常减弱转为异常发展：西太平洋暖池在1980年代初的跃变，具明显的效应，跃变后热带中东太平洋海温显著升高，大范围海域升温超过0.5℃，夏季西太平洋副高加强西伸，脊线偏南，我国汛期降水呈南方偏多、北方偏少的分布趋势，与跃变前基本相反。研究结果还表明：在西太平洋暖池异常发展期，El Nino事件出现多且强于La Nina事件，而在西太平洋暖池异常减弱期，La Nina事件出现多且强于El Nino事件。     

甘肃“5.5”黑风暴跃变分析

用递归相似理论对１９９３年５月５日发生在甘肃省金昌市的一次特大黑风暴过程作了跃变分析，该理论中的跃变定义为身前数个状态不能完全表达当前状态的程度。     

赤道东太平洋海温场“递归分解”的容比变化及其气候意义

采用“递归分解”方法的逆向算法,提取了赤道东太平洋冷水区57个格点1951年1月-1997年12月逐月海温月际变差值序列动力演化的“容比”特征,据此揭示了海温场的年代际尺度气候变化,并讨论了它与ENSO循环、两半球臭氧以及北半球对流层、平流层大气温度年代际变化的关系。最后将“递归分解”方法与传统统计方法进行了比较。     

赤道东太平洋海温场"递归分解"的容比变化及其气候意义

采用“递归分解”方法的逆向算法,提取了赤道东太平洋冷水区５７ 个格点 １９５１年 １ 月～１９９７ 年 １２ 月逐月海温月际变差值序列动力演化的“容比”特征,据此揭示了海温场的年代际尺度气候变化,并讨论了它与 Ｅ Ｎ Ｓ Ｏ 循环、两半球臭氧以及北半球对流层、平流层大气温度年代际变化的关系。最后将“递归分解”方法与传统统计方法进行了比较。     

济南市近80年来降水趋势变化及跃变的初步分析

本文分析了济南市近８０年来的降水趋势变化特征。结果表明，年降水大致呈“平减增减增”的变化趋势；夏季降水变化同年降水变化趋势基本一致；冬季降水先增多后减少。另外，引用气候跃变的概念，采用滑动的均值差异假设检验，对济南市的降水资料（１９１６～１９９６年）进行分析，发现年降水和夏季降水在１９６０年前后跃变增多，在１９６４年前后跃变性减少；冬季降水在１９４７年前后出现了跃变增多的现象。周期图分析表明，济南市降水的跃变具有明显的周期性     

60年代我国夏季气候跃变及其与海温的相互联系

根据气候跃变概念，结合主相关型和经验正交函数（ＥＯＦ）的分析，揭示了６０年代我国汛期降水、夏季气温和海表水温大规模变化的主要时空分布特征。指出不同地区和不同要素的气候跃变在时间上和强度上不太相同，海表水温的跃变先于气温和降水的跃变；夏季气温、汛期降水与１月海表水温落后两年相关密切，呈正相关关系。     

一种新的气候跃变分析方法及其应用

在探讨目前气候跃变方法的基础上，针对其存在的缺陷，引入费希尔（Fisher）最优分割法，并与原方法的统计检验相结合，得到一种新的研究气候跃变的方法。运用该方法对西北地区东部的西安、宝鸡、汉中3地的旱涝等级序列进行气候跃变研究，可知西北地区东部旱涝气候跃变存在局地性和非局地性的特征。     

青藏高原异常雪盖和ENSO的多尺度变化及其与中国夏季降水的关系

对青藏高原积雪和热带东太平洋Nin03区海温进行小波分析,讨论它们的年际和年代际变化。在年际变化中,积雪的主要周期是准两年振荡和准6～7年振荡,海温的主要周期是ENSO振荡和准两年振荡。积雪的年代际变化存在准10～12年和准22～24年振荡,海温存在准14～16年和准34～35年振荡。此外积雪和海温均在20世纪70年代后期发生了一次年代际气候跃变现象。积雪由少雪期向多雪期转化,海温从冷水期演变成暖水期。本文还建立了青藏高原积雪和Nifi03区海温与中国夏季降水各时间尺度的相关模型。不同时间尺度的积雪、海温和降水的相关场具有不同的地域特征。它们在有的地区相互加强,有的地区相互减弱。积雪和海温的年代际气候跃变与中国夏季降水的相关程度在某些地区高于年际变化。个例分析表明,利用青藏高原积雪和Nin03区海温多时间尺度变化可以较好地拟合出中国夏季降水的年际和年代际变化。所以在做中国夏季降水预报时,不同因子、不同尺度的作用府当分开考虑。     

印度洋-太平洋各季海温年际变异模的相关性及其与我国夏季降水的关系

用1958～1998年NCEP再分析资料、Reynolds海温及中国160站月降水资料分析了印度洋．太平洋不同季节海温年际变异的主要空间分布特征以及它们之间的相互联系，探讨了夏季亚澳季风区海温异常型与我国夏季降水的关系。结果表明：冬季印度洋一太平洋海温年际变化的第一模态与随后春季的第一模态、夏秋季亚澳季风区的海温异常型（第二模态）有非常显著的相关关系，即如果冬季海温异常为E1 Nino（La Nina）型，则其后的春季也为E1 Nino（La Nina）型，而随后的夏、秋季在亚澳季风区的热带海温有暖（冷）异常。夏季亚澳季风区海温异常与我国长江中游至江南的夏季降水有显著的正相关，即夏季亚澳季风区热带海温暖（冷）异常对应长江中游及江南的夏季降水偏多（少）。与东亚冬季风异常有关的冬季北太平洋海温异常型，可以通过与夏季亚澳季风区海温的异常有显著相关性进而影响到东亚夏季风。     

赤道印度洋海温偶极子型及其气候影响

对近百年观测资料的分析表明赤道印度洋海温（SST）确实存在着偶极子型振荡的变化特征，它在9－11最强，而在1-4月最弱；年际变化（4－5年周期0和年代际变化（主要为20－25年周期）也十分清楚。这个偶极子主要有正位相型（海温西高东低）和负位相型（海温东高西低）；一般正位相型的振幅强于负位相型。尽管在极个别年赤道印度洋海温偶极子似乎与太平洋ENSO无关，但总体而论，赤道印度洋海温偶极子与赤道太平洋海温偶极子（类似ENSO）有很好负相关。它们的联系主要是赤道大气纬向（Walker）环流。资料分析表明，赤道印度洋海温偶极子与亚洲南部流场、青藏高原和西太平洋副高都有明显关系，表明它对亚洲季风活动有重要影响。     

静止气象卫星反演海温及其分析技术方法的研究

用GMS5分裂窗通道和水汽通道的资料，以及船舶浮标站实测的海温资料进行反演海温和格点分析的试验研究。比较了三种不同的海温反演方法，其中用分裂窗通道资料并考虑削弱路径的方法，与用分裂窗通道资料并考虑水汽亮温的方法精度较好（平均约绝对误差分别为0．93℃和0．95℃）。文中还用递归滤波分析方法较好地解决了质量控制和客观分析的问题，分析出的格点场与实测海温分布基本一致。     

热带太平洋与印度洋相互作用的年代际变化

利用全球海表海温资料（GISST）和NCEP／NCAR再分析资料,研究了热带太平洋与印度洋之间的相互作用及其在不同年代二者作用关系的变化。结果表明：热带印度洋偶板子指数超前热带太平洋Nin03指数2月时相关最大,印度洋单板子指数滞后Nin03指数3～4月时相关最大。印度洋偶板子在一定程度上影响E1 Nino事件的发生,而E1 Nino事件的发生、发展会影响印度洋单板子事件的发生。热带印度洋偶板子事件与热带太平洋ENSO事件的相互作用在1961年发生了明显跃变,其原因可能是1961年之前热带印度洋偶板子对热带太平洋上空的纬向风影响很小,而1961年以后其影响明显加强。热带印度洋单板子事件与热带太平洋ENSO事件的相关一直显著,没有明显跃变。     

20世纪90年代末东亚冬季风年代际变化的外强迫因子分析

使用NCEP/NCAR、英国气象局哈德莱中心(Met Office Hadley Center)Had ISST以及NOAA提供的再分析资料分析了海温、海冰及雪盖异常对20世纪90年代末我国冬季气温和东亚冬季风(EAWM)年代际跃变的外部强迫作用,同时也对比分析了20世纪90年代EAWM年代际跃变与20世纪80年代EAWM年代际跃变特征和成因的一些差异。结果表明:20世纪80年代中期EAWM的年代际变化特征主要表现为全国一致偏冷型,同时中国近海的海温也偏低;该年代际变化的主要原因来自大气内部动力过程,而海温和海冰的作用不显著。20世纪90年代末EAWM年代际变化的特征表现为东亚北方气温显著偏冷而南方偏暖的南北反相变化分布;EAWM在20世纪90年代末的年代际变化受北大西洋海温和热带太平洋海温的共同影响。北大西洋显著的异常暖海温,激发一个向下游传播的波列,使得西伯利亚高压加强,EAWM加强,从而导致我国北方气温下降;同时,秋冬季北极海冰异常偏少和秋季欧亚雪盖偏多对东亚冬季风的增强也有一定的作用。此外,热带西太平洋的暖海温异常会导致在海洋性大陆地区有异常的辐合和对流增强,引起大气环流的Gill型响应,对流西侧的异常气旋在孟加拉湾至我国西南地区出现南风异常,使得东亚南部地区温度偏高。因此,20世纪90年代末之后东亚温度呈现南暖北冷的分布特征。     

西南气候跃变及影响因子分析

通过ＥＯＦ展开，利用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ方法，并结合Ｙａｍａｎｏｔ检验，对近４２年西南地区气温和降水进行了跃变分析。结果表明，年平均气温在１９６２年发生暖转冷强跃变，年平均降水无跃变发生。在此基础上，对高原加热指数、南方涛动指数、五组副高指数进行跃变分析，讨论了这些因子与西南气候跃变的联系，发现西南气温跃变的主要影响因子是：副高脊线位置和副高西伸点。     

海温异常对江淮流域入梅的影响

通过对江淮流域入梅期与海温场的相关分析，以及对海温异常年大气环流的合成分析，研究了海温异常对江淮流域入梅的影响。结果表明，太平洋、印度洋和大西洋的海温异常对江淮流域的入梅期有较大影响，前一年11月至当年6月西太平洋暖池的海温偏高（低）时，江淮流域入梅早（晚）。2~5月中太平洋的海温偏高时，江淮流域入梅偏晚。5~6月，马斯克林高压附近的海温对入梅期有较好的指示意义，高海温对应早入梅，而低海温对应晚入梅。2~4月以及2~5月西太平洋暖池附近的海温对江淮流域的入梅也有较好的指示意义。6月，台湾以东以及南大西洋的海温异常对入梅期有较大影响。     

南亚夏季风典型强弱年与阿拉伯海海温

利用NCEP／NCAR 1958～1997年全球SST、850hPa与200hPa风场再分析资料，以及1958-1997年全印度降水指数资料，从环流与降水两方面定义出南亚夏季风典型强年为1961、1970年，典型弱年为1965、1979、1987年。并针对所定义的强弱年采用合成分析与相关分析方法，分析了南亚夏季风强弱年前期与同期的阿拉伯海海温变化特征，发现：4月阿拉伯海海温越高（低），南亚夏季风越强（弱），而7月相反，海温越高（低），季风越弱（强）；在南亚夏季风典型强年，阿拉伯海海温年变幅较大；沿赤道的Yoshida-Wyrtki Jet较强，并且在南亚夏季风强年的前期4月，南北半球哈德莱环流较弱，而弱年较强。7月，不论强弱年，热带印度洋上空的经圈环流以南亚夏季风经圈环流为主。