南方涛动指数的显著周期分析

南方涛动是大气环流的一种大尺度振动,近年来受到许多气象工作者的重视。不少人分析过南方涛动的周期,但结论却有一些差异。而且关于南方涛动周期的结论中,有的结论周期长度跨度较大,有的周期长度虽然定得较精确,但未给出置信水平。我们根据50年南方涛动指数资料,用功率谱分析、最大熵谱分析和方差分析三种方法,对南方涛动指数进行了周期分析,并利用这三种分析方法各自的长处,较准确地确定南方涛动的显著周期。     

南方涛动与桂西北降水遥相关初探

一、前言 南方涛动是一种低频振荡,是定量描述ENSO事件强度的重要指标。关于ENSO事件和SST与我国气温和降水的关系近年来已有不少研究,并取得一些成果。但对于南方涛动与我国降水的遥期相关研究还不多见。本文试对南方涛动与桂西北降水关系,进行探讨,以对该地区长期降水趋势预报提供依据和指标。     

南方涛动极端位相对北半球降水的影响及其周期性讨论

采用一种对应于南方涛动的矢量合成分析方法,描述了对应于南方涛动（高、低位相）事件的区域降水的特征。并就南方涛动对于北半球陆面降水影响的周期性进行了检测。结果发现：南方涛动对区域降水的影响有明显的谐波形态,谐波周期在２ａ以上。这解释了南方涛动高低位相降水出现极端异常较少,而降水极端异常出现在南方涛动的高低位相年附近的几率却相当大的统计事实,３６月波是描述这种降水变化周期的较合理的型态。由于本方法是     

赤道东太平洋海温、南方涛动和我国东部降水的谱分析

本文主要采用波谱分析方法对1957年1月至1977年12月赤道东太平洋海温(180°—90°W、5°N—10°S)、南方涛动指数和我国东部降水作了分析。通过功率谱的计算得到如下结果:(1)赤道东太平洋海温变化存在3.4年的振动周期。(2)南方涛动指数的变化存在3.4年和1年的振动周期。(3)我国华北、长江中、下游和华南地区降水分别存在1、2.3和3.4年的周期。利用交叉谱计算位相差,表现出海温与南方涛动在3.4年周期上近乎反向变化,海温的变化落后于南方涛动。南方涛动在3.4年周期上超前华南降水。华北降水在周期为1年的振动上落后于南方涛动。本文还对赤道东太平洋海温和南方涛动的年际变化作了简单分析。     

近500年的厄尔尼诺事件

根据南美洪水、澳大利亚干旱、印度尼西亚干旱、登陆我国台风次数、东亚冷夏,用我国旱涝恢复的南方涛动指数,用北美树木年轮恢复的南方涛动指数,用北美树木年轮恢复的南方涛动指数等资料初步确定了1470年以来的厄尔尼诺事件。     

北方涛动同北半球温带大气环流的遥相关(一)——基本结构

本文利用1951—1980年逐季的平均值资料(共120个季)讨论了北方涛动和与其相联系的北太平洋海温与北半球海平面气压场、500hPa位势高度场遥相关的基本结构,并与南方涛动和赤道东太平洋海温的结果进行了对比分析.发现北太平洋Namias海区和加利福尼亚海流区海温的变化与北方涛动具有很密切的联系;北方涛动和这两个海区的海温同北半球中高纬度大气环流特别是PNA型和NAO型环流异常存在明显的遥相关关系;南方涛动和赤道太平洋海温同WP型或NPO型环流异常关系比较密切,而与PNA型和NAO型的关系不如北方涛动和Namias海区及加利福尼亚海流区海温的显著.     

ENSO与新疆天气的关系

一、ENSO事件及其影响 ENSO是厄尔尼诺(EL-Nino)和南方涛动(Southern Oscillation)的英文缩写.厄尔尼诺主要是指赤道东太平洋海水表面温度(SST)异常偏暖的现象,而南方涛动是南太平洋与南印度洋海平面气压变化趋势相反的一种涛动现象,南方涛动指数用SOI表示.根据已有的大量研究成果表明,这两种现象之间有密切的联系,因此,人们     

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...     

南方涛动与赤道太平洋海温和信风的耦合振荡

本文采用多维谱分析方法，用南方涛动指数与赤道东太平洋海温、信风指数分别进行计算分析，从中揭露了南方涛动和赤道太平洋海温的耦合振荡过程。它们的变化不仅基本上是反位相，而且存在着明显的时间差异。此外，本文还分析了南方涛动与信风的相关性。     

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     

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。      

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。     

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。     

1948～2001年全球旱、涝变化和ENSO关系

本文回顾了全球旱涝气候变化的一些最新研究,提出全球旱涝年定义方法,用最新资料对全球的旱涝年,旱涝季进行了补充计算与统一划分。给出了1948~2001年全球旱涝年和旱涝季表。据此,研究了全球旱涝气候变化和年代际变化特征;研究了全球旱涝年、旱涝季、全球降水量与ENSO的关系。计算了南方涛动在解释年、季平均降水量的年际变化中的方差贡献百分比,结果表明,南方涛动在对全球,北半球和南半球陆地年降水量中的解释方差百分比,分别是59.5%;28.6%和47.2%。南方涛动在9~11月,0°~10°S纬度带内的降水量的年际变化中的解释方差高达到67.9%。南方涛动在20°N~30°S纬度带内的年降水量中有很大的解释方差。     

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。     

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。     

亚洲-太平洋涛动与中国南方地区1月降水异常的关系

利用NCEP、ERA-40再分析资料和中国160个观测站逐月降水资料,分析了同期和前期亚洲-太平洋涛动(APO)与中国南方地区冬季1月降水异常的关系,并讨论了相应的联系机制.研究发现,1月亚洲-太平洋涛动指数能够很好地反映同期中国南方地区降水异常.亚洲-太平洋涛动的异常变化可能影响对流层低层位势高度场,进而通过影响亚洲中、低纬度地区的对流层低层风场与中国南方地区降水紧密联系.当亚洲-太平洋涛动指数偏低(高)时,对应在东亚南部及其邻近海域对流层低层位势高度偏高(低),东太平洋位势高度偏低(高).相应地,南海以及华南沿海地区为异常西南(东北)风控制,且该异常风向北逐渐减弱,进而在中国南方地区辐合(辐散),这既有(不)利于暖湿气流向中国南方地区输送,同时也造成了该地区的水汽辐合(辐散),从而导致降水偏多(少).亚洲-太平洋涛动具有很好的持续性,上一年10月亚洲-太平洋涛动异常可一直持续至当年1月,表现出连续的显着相关特征.因此,其与中国南方地区1月降水异常也具有显着联系,可以作为指示1月中国南方地区降水多寡的一个前兆因子.     

大气涛动对全球低层大气环流的贡献

人们通常用海平面气压场的状况来反映低层大气环流的状态,而全球海平面气压场的变化最突出的特征表现为大气涛动的形式,即北大西洋涛动、北太平洋涛动、南方涛动和南极涛动。这四个大气涛动控制的区域范围大体覆盖了全球,能解释全球低层大气环流方差的３８．６％（６－８月）到４５．９％（１２－２月）。而各个涛动的独立贡献有显著的区域性,仅仅用四个大气涛动不能完整代表低层大气环流的结构。对于东亚、北美大陆等地的气候,     

南方涛动指数的多元统计分析及其与北半球500hPa月平均环流的关系

本文对美国的CAC南方涛动指数进行了相关分析、因子分析、模糊聚类、主成份分析。指出,月指数可分为二组:1—4月,5—12月,它们的持续性和相关性不相同。还指出,强弱南方涛动可以用涛动指数的第一主成份来定义。 此外,用1951—1984年的月资料讨论了南方涛动指数与当年1月到来年12月的500hPa位势高度场、月平均纬圈高度、月平均纬际高度差、大气活动中心以及大气环流特征量的相互关系。分析表明,在涛动低值年的前期4月份75°N以北的500hPa位势高度明显偏低,5月份偏高;低值年4月第一谐波槽位于东半球并且方差贡献小,5月份一波槽方差贡献大,高值年相反。500hPa位势高度在4—5月的这种变化是涛动在高纬度的一个早期讯号。 最后,我们建立了一个涛动指数的统计预报模式。利用这个模式可成功地预报出1986年的弱涛动并发生El Nino现象。     

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。