印度季风雨和南方涛动、半球气温、海温的关系(节译)

6～9月的印度季风雨和圣地亚哥站减去达尔文站的气压差、塔希蒂站减去达尔文站的气压差以及赖特的南方涛动指数之间存在着相关,并显示出除了圣地亚哥的单站气压,其它各站的单站气压偏差、南方涛动指数,都可由季风雨得到预兆。季风雨和热带东太平洋海温之间存在着1～2个的滞后负相关关系。一个多雨的季风和2-3个月后的南半球负距平温度相联结。此外,北半球的暖冬,特别是大陆的暖温,又预兆着一个多雨的季风。这种半球温度和季风雨的关系,在1947年之后是显著的。再则在季风出现前的12～2月、3～5月的达尔文站的气压变化和季风雨之间有强相关(-0.64),但这种强相关只表现在1947～1984年期间,而1947年前,这种相关又表现得很弱。     

南方涛动强弱与我国旱涝关系

南方涛动影响我国秋季大范围降水的机制是一个有待进一步深入研究的问题,已有的结果表明,南方涛动弱时,赤道东太平洋海温高,哈特来环流发展,西太平洋副高增强。另一方面,南方涛动弱时,阿留申低压增强、冰岛低压也有同时增深的现象,这位于两个低压之间的经向环流有增强的趋势。     

厄尔尼诺与南方涛动

厄尔尼诺和南方涛动是一个全球性的气候事件。一次强厄尔尼诺和南方涛动的发生会在全球许多地区几乎同时导致大气候异常,并对南美甚至北美的海洋生物系统产生危害。厄尔尼诺归因于秘鲁沿岸海水的冬季增温,每2～7年这种增温现象明显地扩展到中、东太平洋。南方涛动是活动...     

南方涛动与我国东部盛夏季风雨北进程度的年际遥联

上年6月南方涛动指数(SOI)和盛夏(7-8月)我国东部季风雨带位置及江淮下游雨量存在显著的相关,经过分析,发现此种遥联是通过长达15个月的如下海-气相互作用形成的:偏强(弱)的南方涛动会伴随着赤道中-东太平洋海面水温偏低(高);此种趋势会从上年6月持续到次年初春,而同时冬季中太平洋中低纬经向海温梯度(△T)即趋向减弱(增强),向中高纬的热量输送偏少(多).△T和随后春夏各月北半球100hPa高度场和500-100hPa厚度场的相关计算表明,正高相关区从热带中太平洋区逐步向东亚中纬输送,这可能反映出高空热量经由一系列行星波西传并于盛夏抵达东亚中纬,从而影响到100hPa层青藏高压东部的伸缩、我国东部季风雨带的南北位置和江淮下游的旱涝趋势.     

美国西南部火灾与南方涛动的关系

据亚利桑那州和新墨西哥州的树木生长、火痕年表(1700—1905年)及火灾资料(始于1905年)的统计表明,南方涛动(SO)与美国西南部火灾有关联。SO 低位相时,美国西南部春季气候湿润,其后林火燃烧面积小;SO 高位相时则相反。通过 SO 对春季天气和可燃条件的综合影响,热带太平洋的气候变率对美国西南部绿色植物的动态过程亦有明显影响。美国西南部不同林区轻微、严重火灾年并存的情况说明:气候对次大陆尺度的火情(fire regimes)起着驱动作用,并强调外部因子对生态系统动力过程的重要性。     

南方涛动中的信噪比

本文详细地讨论了一种监视南方涛动信号的简单指标。它是以塔希提(T)和达尔文(D)两站的海平面气压为基础的一种最佳指标。在某种意义上是把南方涛动的变化合并成一个序列,即[T_n—D_n]。不属于大尺度南方涛动的、由小尺度扰动和瞬变现象造成的噪音的一种直接度量指数为[T_n+D_n]。推荐并监测这种噪音指标,也是为了确定南方涛动指标的代表性。本文表明,信噪比与塔希提和达尔文的交叉相关有关,而且,应用加权的滑动平均对资料进行低通滤波能提高信噪比。月资料的信噪比为1.44(信噪比定义为标准偏差之比),季资料的信噪比增加到1.97。设计了一种不减少南方涛动中非常重要的频率方差的11项低通滤波,可使信噪比增加到2.70。还给出了最后得到的时间序列图。     

南方涛动与我国夏季降水

本文分析了南方涛动、赤道东太平洋海温与我国夏季降水的关系。分析表明,前一年春季到冬季,赤道东太平洋海温偏高,南方涛动偏弱,夏季我国主要雨带位置偏北,位于黄河流域及其以北地区(即1类雨型),反之,夏季我国主要雨带位置偏南,位于黄河与长江之间(即2类雨型)。由此得出了预报我国夏季1、2类雨型的预报方案。并分析了南方涛动和北半球大气环流的遥相关联系及对北太平洋海温场热源异常的响应。     

南方涛动正负位相异常与我省旱涝的关系

本文研究了南方涛动正负异常过程与我省旱涝的关系，结果表明，正异常脉劝型与我省的特大干旱相关联，负异常振动型可激发江淮及我省的特大洪涝。     

南方涛动与我国大尺度季、月气温的关系

南方涛动与我国月平均气温的相关,在当年2月、4月、9月以正相关为主,9月以后出现持续的负相关。南方涛动与我国季平均气温相关最显著的季节是当年秋季,其次是次年春季。南方涛动与次年长江下游、广东、福建、山东的年平均气温有良好的负相关。这些关系均可在预报中利用。此外,还指出,在我国4、5月,9、10月的大范围气温记录中存在早期识别厄尔尼诺的信号。     

广东气温变化与南方涛动关系的随机动力分析

本文推导出二维线性和非线性随机动力模式的Fokker—Planck方程,得到其稳定态的解析解和气候势函数,并应用于广东气温和南方涛动的随机分析。计算结果表明,线性模式能明确反映广东气温和南方涛动之间的反馈关系;非线性模式则表明非线性作用使广东气温和南方涛动之间的稳定平衡更趋于合理化。      

极冰对南方涛动的影响

分析南、北极冰量与南方涛动序列作月、季和年尺度的变化过程线性相关关系，发现北极冰量与南方涛动指数是反相关关系，而南极冰量与南方涛动是正相关。比较而言，南极冰量与南方涛动的关系在月和季尺度上似乎较北极与大气的关系密切些。在各时间尺度序列中以太平洋地区南极极冰的影响表现最明显。分析发现极冰与南方涛动之间存在较复杂的非线性关系。在前期极冰的强信号寻找中，发现极冰与南方涛动在月序列的相关关系上存在周期变化现象。进一步选择相关极值的对应步长建立前期极冰状态激发大气变化的预测统计动力模式，模式对大气序列的解释方差可达０．９０以上。文中还进一步探讨了月序列存在的周期变化的共同因素的影响     

一个观察北极涛动与北大西洋涛动关系的典型个例

北极涛动与大西洋涛动是否属同一气候变率模态一直是北极涛动动力学研究方面的一个颇具争议的话题。文中通过对"0801南方雪灾"期间及其前后北极涛动与北大西洋涛动异常及产生原因进行个例分析,对两者之间的关系进行了讨论。首先使用交叉子波变换与子波相关方法分析了两者的相位关系。发现在30—60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动相位相差90°或-90°。而在10 20天这一尺度上北极涛动与北大西洋涛动具有大致相同的相位。对北极涛动及北大西洋涛动形成的动力过程及其在拉尼娜背景下各自特点的分析表明,这种不同尺度上位相关系的差异来自于波-流相互作用动力学的局域性。众所周知,北极涛动的3个活动中心的形成与分别位于北大西洋、北太平洋和北极平流层的3个波流相互作用中心有关。而北大西洋涛动则主要与位于北大西洋的波-流相互作用中心有关。拉尼娜事件的出现通过影响太平洋急流及行星尺度的准定常波从而进一步强化了30-60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动的这种差异。这主要是因为太平洋急流或准定常行星波在对流层中直接影响了位于该区域的北极涛动的活动中心。同时准定常行星波冬季向上传播至平流层并与平流层极涡相互作用从而也影响了北极涛动在北极的活动中心。而在10—20天时间尺度上的北极涛动与北大西洋涛动同步关系则说明它们都是北极涛动的另一活动中心即大西洋上同一波-流相互作用现象——天气波破碎的反映。基于上述分析.文中倾向于认同将北极涛动和北大西洋涛动区别考虑的观点。     

厄尔尼诺-南方涛动模式研究

研制了一个海-气耦合模式,并用于讨论ENSO现象。在没有异常的外部强迫作用的条件下,该耦合模式再现了观测现象的某些关键特征,其中包括增暖事件多以3—4年的不规则时间间隔重新出现。研究表明,平均海平面温度、风和洋流场确定ENSO距平的特征空间结构。距平的锁相(phase-locking)趋势可以用与平均场年变程有关的耦合强度的变化来解释。敏感性研究发现,振荡的振幅和时间尺度对于影响海-气耦合强度的几个参数是敏感的。较强的耦合意味着较大、较长时间尺度的振荡。模式振荡的关键性因素是赤道海水上部含热量的变化率,赤道地区含热量在增暖事件之前增加,在增暖过程中急剧减少。给出了这种变化率和有关El Nino与非El Nino状态之间转化的理论。还讨论了预报El Nino事件的模式结果的含意。     

南北涛动与南极涛动及北极涛动的相互作用

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了南北涛动（Interhemispheric Oscillation,IHO）与北极涛动（Arctic Oscillation,AO）和南极涛动（Antarctic Oscillation,AAO）的联系。分析表明：1）北极涛动（AO）、南极涛动（AAO）与全年各自半球中高纬度地表气压变化密切联系。其中,AO冬季强度最强,且在春季、冬季的影响范围大。而AAO对南半球中高纬的地表气压变动影响更为明显,其在夏季影响范围最大。2）南极涛动（AAO）与南北涛动（IHO）有很好的同期相关性,南极涛动可部分解释南北涛动的形成。IHO与AO存在不显著的负相关,南北半球中高纬大气运动具有相对独立性。3）南北涛动（IHO）与全球较大范围内的地面气压变化有关,而去除AAO信号后,夏季在南极地区原显著相关区显著减少,夏季AAO与IHO存在密切联系。4）南北涛动（IHO）主要与春季、秋季和冬季亚洲、欧洲北部地面气温关系密切。秋季最强,春季次之,冬季最弱。夏季IHO与全球地面气温没有较好的联系。亚欧大陆北部的热力作用可能部分地解释了南北涛动的形成。     

南方涛动和热带海温与西北地区东部汛期降水关系分析

利用1951-2006年岷县、天水、汉中和西安4站（7—9月）降水量资料、南方涛动指数（Iso）和北太平洋海温资料,分析了南方涛动和热带海温与西北地区东部汛期降水的关系。发现Iso和NIN04区海温与西北地区东部汛期降水关系密切;5—6月南方涛动强弱变化及热带海温距平分布对西北地区东部汛期降水具有很好的预测指示意义;Iso与热带不同海区的海温相关程度不同,并表现出明显的季节变化;5—6月NIN03区和NIN04区海温的异常变化对7—9月南方涛动强弱变化有很好的预测指示性。     

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。