用EOF方法研究青藏高原积雪深度分布与变化

对青藏高原１９７８～１９８７年ＳＭＭＲ微波候积雪深度资料、５５个地面基本气象台站１９６３～１９９２年逐日积雪深度记录进行了ＥＯＦ分析．结果表明,青藏高原积雪空间分布极不均匀,四周多雪,特别是东西两侧多雪与广大腹地少雪形成鲜明对比．高原东部是高原积雪年际变化最显著的地区,它主导了整个高原积雪的年际变化,并且与西部多雪区年际波动呈反位相关系．从６０年代到８０年代积雪年际波动幅度有明显增加的趋势     

半遮蔽型海滩剖面长期时空演化过程的经验正交函数分析

半遮蔽型海滩由于一侧海岬的差异作用而影响海滩的演变过程.本文以青岛石老人海水浴场海滩为例,基于对3条典型剖面连续11年现场监测的高程数据,利用经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)分析方法将该海滩各剖面高程数据组成的原始距平矩阵依次分解为相应的空间和时间特征函数,分析了石老人...     

印度洋dipole事件的年际变化与ENSO事件的联系

通过对nino3指数和DMI序列的分析,发现两种物理现象都有4 a左右的主要周期,而且印度洋偶极子事件还存在有2 a左右的振荡周期,而厄尔尼诺事件在2 a时间尺度上周期性不明显;对nino3指数和DMI进行年际时间尺度滤波,结果表明,在年际时间尺度上,两者的相关性比未滤波时有了一定的提高;对年际滤波之后的偶极子事件和ELNINO事件的相关分析可以发现,ELNINO对于印度洋偶极子事件的影响要大于IOD对于太平洋ENSO事件,显示了两者物理现象的影响不对称。     

山西最大冻土深度时空分布特征

基于山西68个气象观测站1960—2018年月最大冻土深度资料,应用EOF和小波分析等方法,研究山西年最大冻土深度的时空分布特征。结果表明：(1)1960—2018年山西68站平均年最大冻土深度平均值为71 cm,极端最大值为192 cm,极端最小值为7 cm。近59 a山西68站平均年最大冻土深度呈显著减小趋势,气候倾向率为-1.394 cm·(10 a)^-1,且在1986年发生一次显著的气候突变。(2)山西68站平均年最大冻土深度存在准4 a周期。(3)山西年最大冻土深度空间分布整体上南浅北深、东浅西深。(4)山西年最大冻土深度EOF分解前2个模态的累积方差贡献率达58.4%,第1模态空间型为全省一致型,第2模态空间型为南北反向型。     

近30年日本海热容海平面年际变化及其对ENSO的响应

使用EOF分析与相关分析等高级统计方法,对近30年来日本海热容海平面的年际变化进行了研究,期间(1976年1月—2005年12月)日本海热容海平面异常TSLA与SOI存在较强的负相关,整个日本海的区域平均热容海平面异常TSLA与SOI的相关系数为-0.54,SOI超前热容海平面异常3至5个月。日本海热容海平面异常EOF第一模态的空间分布显示,日本海热容海平面在东南部海域的变化幅度明显强于西北部海域;相关分析表明,东南日本海的区域平均热容海平面异常TSLA响应SOI较快,与SOI的相关性更强,其相关系数达-0.57,SOI超前热容海平面异常1个月左右。计算还表明,日本海的热通量异常HFA比日本海热容海平面异常TSLA超前2至3个月,二者存在正相关,相关系数达0.54。这说明,日本海的热通量带来(或者带走)的热量对日本海的热容海平面上升(或者下降)做出了显著的贡献。进一步的研究表明,SOI与日本海热通量异常HFA之间存在相对较弱的负相关,相关系数为-0.43,SOI超前HFA1个月左右。这表明,日本海的热通量异常HFA受到ENSO循环的调制。由此可知,日本海热容海平面对ENSO有较好的响应:当厄尔尼诺事件发生时,SOI是负值,由于SOI与HFA负相关,因此,HFA为正值;与此同时,HFA与TSLA正相关,TSLA为正值。综上所述,近30年全球的ENSO循环对日本海热容海平面异常TSLA有反位相的调制。     

东中国海及毗邻海域海面风场季节及年际变化特征分析

本文基于美国Remote Sensing Systems公司提供的QuickScat海面风场产品,空间分辨率为0.25°×0.25°的月平均资料,进行了两种经验正交函数分解(EOF),以此分析研究中国近海(渤海、黄海、东海)以及台湾以东、以南洋面海面风场的季节变化和年际变化特征。研究发现:(1)季节变化是东中国海海表面风速变化的最主要特征,其变化占总变化方差的70.9%,黑潮的季节变化,通过海气交换影响其流经海域局地风场;(2)东中国海及毗邻海域海表面风速变化与太平洋年际变化以及热带风暴爆发有关,东中国海海表面风速年际变化显著的周期为1.5年和3.1年;(3)东中国海海域近年来整体上海表风速处于增大的趋势中,风速增大最大的区域出现在台湾东侧海域黑潮流经区域,最大增速在0.025 m/s/a以上。     

宁夏热量资源气候变化的EOF特征

对宁夏20个测站1961-2004年大于等于0℃、5℃、10℃积温的EOF分析表明,随着全球气候变暖,宁夏积温增加,生长季延长。大于等于0℃、5℃积温的时空变化基本一致,1997-2004年表现为连续偏多的趋势。20世纪80年代中期以前,大于等于0℃积温偏少,之后偏多。大于等于5℃积温转折时间推迟到90年代中期,之前积温偏少,之后相反。大于等于10℃积温分两种,60.1%的年份表现为整体偏多或偏少,31.6%的年份以中宁、盐池一线为分界线,南北表现为相反的趋势。生长季具有明显的年代际变化特征,生长季呈逐渐延长的趋势,每10年增加3.8天,尤其是进入21世纪以来,头4年的平均值比20世纪60年代增加14.9天。     

河南夏季高温气候特征及500hPa环流型

对河南省40个代表站1961～2005年45年夏季大于等于35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析。方差累积贡献率和空间分布特征显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%,据此得出河南夏季大于等于35℃高温日数的时空分布类型:全省一致型、西北—东南差异型和西南—东北差异型。第1模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第2模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小,第1模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少的趋势,且存在2～4年、8～14年的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多的时段。应用逐日20:00500hPa ECMWF北半球格点资料,对1991～2005年15年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型。     

区域海气耦合模式对我国极端降水模拟分析

使用区域海气耦合模式40年的降水模拟结果,采用百分位的方法定义极端降水事件,分析了耦合模式模拟的夏季中国极端降水事件的特征。结果表明,区域海气耦合模式基本能够模拟出气候平均极端降水阈值的空间分布型及极端降水事件在长江中游、西南部分地区和长江下游局部地区的显著增加、增强趋势,在中西部、华北北部和东北局部的显著减少、减弱趋势。EOF分析发现,模式模拟的极端降水事件几个特征量在我国江南地区长江以南与华南沿海及长江以北的呈反位相变化,这一变化以年代际为主要特征。区域耦合模式基本能够模拟出极端降水量、夏季总降水量、极端降水日数两两间的高时空相关关系。     

由HIRS/3资料反演大气温度廓线的理论误差分析

将EOF与SVD方法相结合,利用HIRS/3卫星红外模拟资料和NCEP再分析资料,分析了反演大气温度廓线时的理论误差全球分布特征。结果表明,误差分布与纬度有一定的关系,中、高纬地区的绝对反演误差比低纬地区大,但其相对误差要小于低纬地区。相对误差结果反映出低纬地区的反演能力较差;同时像青藏高原这种大地形的存在对反演结果也有一定的影响。