西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化的对比分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和全球海温海冰GISST2.3b资料、英国CRU提供的南方涛动指数以及中国160站月平均降水和气温资料, 分析了冬季西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化特征。结果表明:最近50年, 西太平洋海温指数 (WPI) 与南方涛动指数 (SOI) 之间相关关系的年代际变化在冬季很明显。当WPI-SOI相关关系不显著时, 在西太平洋赤道北侧的对流层低层存在高 (低) 海温-反气旋 (气旋) 异常环流系统, 不利于维持ENSO与西太平洋海温变化间的紧密联系; 与此相对应, 冬季整个对流层环流呈相当正压结构。在WPI-SOI相关显著 (不显著) 时段, 冬季中国降水、气温与西太平洋海温之间的相关较弱 (较强)。     

2001及2003年夏季青藏高原及附近大气热源(汇)的变化特征

利用NCEP/NCAR再分析资料,计算了2001及2003年青藏高原及其附近地区的大气热源(汇),再用CEOF方法分析了它俩的异同。结果表明:(1)该两年冬夏季节转换前的4月份,热源(汇)分布相似,强度不同;季节转换后的6月份,热源(汇)分布明显不同,强度也有很大差异;(2)该两年分别在青藏高原南侧到孟加拉湾北部和阿拉伯海东部到印度半岛西侧各有一个高值中心,但强度明显不同:表现为2001年夏季孟加拉湾地区的热源强度明显比阿拉伯海地区强,2003年夏季则相反;(3)两年季节转换期间的5月到6月下旬期间,高原及其南侧的热源变化趋势也是不同的。2003年6月下旬达最强值;2001年则是5月中下旬到6月初已达到较强,到6月下旬又突然减弱;(4)该两年第一特征向量的空间位相上也是不同的。在2001年,印度半岛中部是晚位相中心,其四周的位相都相对较早,位相差近180°,因此印度半岛大部与其周围的大气热源(汇)有近似相反的变化趋势;而在2003年情况则有所不同,印度半岛与其两侧的阿拉伯海和孟加拉湾北部仅是一个相对高晚位相区,其西北部和南端是晚位相中心,高原南部和赤道附近的洋面上是早位相区。因此,在2003年的大气热源(汇)变化趋势与2001年有明显的不同。2001及2003年夏季青藏高原及其附近地区大气热源(汇)的这些差异可能正是影响我国江淮地区严重干旱/洪涝的原因之一。     

重庆市近50a来高温变化多时间尺度分析

利用重庆市极端最高气温及高温日数资料，采用MHF(墨西哥帽函数)小波等方法分析重庆市近50a来高温的时间——频率的多层次时间尺度变化特征。结果表明，重庆市高温变化具有明显的阶段性；重庆市极端最高气温变化以6a周期振动最强，而高温日数变化则以14～15a周期振动最强。     

小波网络方法用于时间序列分析中非线性模型的研究

把小波网络方法用于时间序列分析中非线性模型，利用小波网络的非线性逼近能力，构造一个非线性函数，并对温度资料进行处理，得到了较好的拟合效果。     

WAVELET ANALYSIS OF INTERANNUAL VARIATION OF TROPICAL CYCLONES IN GUANGDONG

Climatological laws are studied for the annual frequency of tropical cyclone occurrence and the date of the yearly first landfall, which take place in the Guangdong province or pose serious threats on it from 1951 to 1999, using the data in the Yearly Book on Typhoons. A new method that has developed over recent years for the study of temporal sequences, the wavelet analysis, is used, in addition to more common statistical approaches. By analyzing two wavelet functions, MHAT and MORLET, we have compared the results of transformation of the wavelets provided that other conditions remain unchanged. It is discovered that the variance of MORLET wavelet has better indication of primary periods; period-time sequence charts can reflect major affecting periods for individual sections of time; when compared with the original sequence, the chart shows a little shift. On the other hand, such shift is absent in the MHAT wavelet, but its higher frequency part of variance covers up the primary periods to make its variance less predominant as compared to the MORLET wavelet. Besides, the work compares two different assumptions of an amplifying factor a. It is found that primary periods can be shown more clearly in the variance when a takes the exponential of 2 than it takes values continuously. Studying the annual frequency of tropical cyclones and the date of first appearance for periodic patterns, we have found that the primary periods extracted by this approach are similar to those obtained by wavelet transformation.     

广东热带气旋年际变化的小波分析

利用《台风年鉴》资料，分析了1951－1999年登陆或严重影响广东的热带气旋的年频数和初旋登陆日期的气候规律。除了利用一般的统计方法以外，还利用近年来分析时间序列比较新的方法，即小波分析。通过对MHAT和MORLET两个小波函数进行分析，分析比较了两个不同小波在其他条件相同情况下的变换结果，分析指出MORLET小波的方差能够比较好的显示出主要的周期，周期－时间序列图可以体现出在各个时段的主要影响周期，MORLET的周期－时间序列图与原序列相比，有较小的飘移现象：MHAT小波虽然没有这种飘移现象，但是其方差的高频部分掩盖了主要周期，使得主要周期与MORLET小波相比方差没有那么明显。同时对放大因子a的两种不同取法做了比较，发现利用a取为2的指数的方法选取a比一般连续的选取a在方差上更能体现主要的周期。年频数的初旋日期的周期分析发现周期分析提取的主要周期与小波变换后得到的主要周期类似。     

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。     

子波变换在全球气候多时间尺度变化分析中的应用

用墨西哥帽子波变换分析南，北半球及全球气候变化的多时间尺度结构，突变点，结果表明，气候变化在不同时尺度下具有不同的冷结构和突变点，南、北半球气候变化有较大差异。说明子波变换方法是气候变化研究的有力工具。     

小波分析在大气边界层结构研究中的应用实例

将小波分析的方法应用于大气边界层风、温场结构的研究,表明了这种方法应用于大气边界层研究的优越性。小波分析方法与谱分析方法,多尺度分析方法可以互补。当研究不同尺度湍流的串级过程和突变气象场的位置时,小波方法更为优越。     

厄尔尼诺/南方涛动与我国秋季气候异常

利用1951—1999年我国秋季(9—11月)降水、温度和南方涛动指数(SOI)1935—2000年资料研究ENS0与我国秋季气候异常的关系，结果表明，秋季降水与ENS0的关系远比夏季降水与ENS0的关系好。E1Nino年我国秋季降水出现南多北少的分布型(S型)的频率增加近20％，而La Nina年出现S型的频率减少20％。反之，当我国秋季降水距平出现大尺度南北降水异常时，往往表示当时有ENS0现象发生。E1 Nino和La Nina年我国秋季降水距平的分布有显著差异，且这种显著差异主要表现在长江南北、西北和河套地区。不同时段SOI对秋季气候异常的影响不同，当年4—10月SOI值与秋季降水EOF分解第二时间系数(反映大尺度南北旱涝异常特征的权重系数)之间为较明显的正相关，其中8月最显著。上一年7—9月和同年1—3月的SOI值同秋季气温EOF分解的第二时间系数的正相关较明显。可根据前期5—8月的月平均SOI值，预报秋季大尺度降水异常，当年5—8月的SOI平均值偏高时，长江以南(北)地区的降水将有减少(增加)的可能，反之亦然。     

南海台风边界层湍流小波分析

利用小波变换（WT）对香港天文台飞机观测台风“妮妲”（1604）资料进行分析,研究在不稳定、不均匀的台风边界层中湍流涡旋的垂直传输作用。在0.1～5 Hz惯性子区内横风和顺风分量功率谱密度能较好符合-5/3幂律。小波分析显示：横风的小波功率谱峰值集中在1 km之下,顺风分量的小波功率谱峰值集中在1～6km之间;眼区动量通量的主要贡献尺度为2.3 km,眼区外主要贡献尺度在1～2 km,中低层为较小尺度（<1.0km）;湍流功能(TKE)的生成尺度主要集中在4 km之下。这项研究定量描述了南海北部台风边界层各个区域湍流结构的差异特征,讨论了对台风边界层通量参数化的可能影响。     

近赤道海温影响西太平洋副高的小波多尺度分析

利用小波分解、相关分析、解释方差及位相对比方法,分析讨论了近赤道海温与西太平洋副高在不同时间尺度上的结构特征与对应关系.分析表明,不同海域海温变化与副高活动的幅值和位相存在明显的多尺度特征和强度差异,不同海域的海温热力作用分别在不同的时间尺度上显著影响和制约西太平洋副高活动.