太平洋次表层三维海温距平的EOF分析及其对ENSO的试预报
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东亚夏季风年际变化特征及其与热带太平洋次表层海温的联系本文利用日本气象厅次表层海温资料、NCEP/NCAR再分析资料、国家气象中心160站降水、温度资料,分析了东亚夏季风区气候年际变化特征,在此基础上,揭示了东亚夏季风与热带太平洋次表层海温之间的联系,探讨年代际背景下次表层海温对东亚夏季风的影响及其可能影响途径。
得到如下主要结论:(1)东亚夏季风具有明显的年际变化特征,强夏季风年,西北太平洋海平面气压场偏低,副热带高压偏弱,30。
N以南的热带西北太平洋,包括我国华南沿海为异常的气旋型环流,我国北方、朝鲜半岛到日本为反气旋型环流,有利于夏季风向北推进,对于弱夏季风年,反之亦然。
中国东部夏季降水、气温与东亚夏季风强度有显著的相关关系,强夏季风年易导致长江流域降水偏少,夏季气温普遍偏高,而对于弱夏季风年,长江流域降水偏多,夏季气温偏低。
(2)热带太平洋次表层海温季节EOF第一模态是ENSO循环在次表层的体现,反映了ENSO事件发展、演变的过程,而第二模态时间序列是超前Nino3.4指数的前期信号。
热带太平洋次表层海温与东亚夏季风指数有很好的超前相关,前期西太平洋暖池次表层异常海温的东传引起的类ENSO事件衰减是次年夏季风强弱的显著信号,当前期秋冬季西太平洋暖池次表层海温偏暖(冷)并有明显向东传播的趋势,它将使赤道中东太平洋冷(暖)海温变暖(冷),当年东亚夏季风偏强(弱)。
(3)次表层海温有显著的年代际变化特征,主要表现为1970年代末期的年代际突变,不同年代际背景下东亚夏季大气环流发生了明显改变,气候突变之后,东亚夏季风与次表层海温之间的存在显著相关。
冬季次表层海温呈现类El Nino 分布型时,夏季副热带高压偏强,西北太平洋地区受反气旋型环流控制,能将大量的水汽输送到长江、淮河流域,有利于水汽在该区域辐合,为夏季降水偏多创造了条件,东亚夏季风活动整体偏弱,反之亦然。
但类El Nino分布型对东亚夏季气候变化的影响较类La Nina分布型更显著。
赤道印度洋 —太平洋地区海气系统 的齿轮式耦合和 EN SO 事件I. 资料分析 *吴国雄孟 文 ( 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室 , 北京 100080) 摘 要 利用历史观测数据 , 研 究 了 印 度 洋 海 表 温 度 ( SS T ) 的 季 节 变 化 特 征 , 证 实 赤 道印度洋和东太平洋 SS T 年际变化有显著的正相关 , 指出这种正相关是由于沿赤道印度洋 上空纬向季风环流和太平洋上空 Wal ker 环流之间显著的耦合造成的 。
这两个异常的纬向环 流圈之间的耦合形式 看 起 来 很 象 是 存 在 于 赤 道 印 度 洋 和 太 平 洋 上 空 的 一 对 齿 轮 ( 简 写 为 GIP ) , 当一个作顺时向变化时 , 另一个则作反时向变化 。
文中还证明 EN S O 事件与 GIP 的 年际异常存在很好的对应关系 , 暖事件时 GIP 为反向运转 ; 冷事件时 GIP 为正向运转 ; 异 常的 GIP 的啮合点位于印尼 群 岛 附 近 。
对 80 年 代 以 来 的 EN S O 事 件 的 分 析 表 明 , 每 次 事 件前期异常的 GIP 的啮合点首先出现在印度洋上空 , 然后逐渐传入太平洋 , 引起 GIP 东侧 的大气纬向风 u 和 SS T 同时发生异常变化 。
当这种风场和 SS T 的异常变化发展东传到达赤 道中东太平洋时 , 导致 EN S O 事件最终出现 。
本文由此指出印度洋上空纬向环流 的 异 常 可 以通过印度洋和太平洋上空大气系统的齿轮式耦合去影响赤道中东太平洋的海 - 气相互作 用并触发 EN S O 事件发生 。
关键词 异常 Wal k er 环流 异常纬向季风环流 齿轮式耦合引言1 自 Bjer kness 1 提出 EN SO 的概念以来 , 人们对发生在热带太平洋的海气系统中的这一强讯号进行了广泛研究 。
厄尔尼诺南方涛动指数厄尔尼诺南方涛动指数(El Niño-Southern Oscillation Index,简称ENSO指数)是用来衡量厄尔尼诺现象和其相反现象——拉尼娜现象的指标。
它反映了东太平洋海温和厄尔尼诺-南方涛动的变化,是气候研究中的重要参考指标之一。
1. ENSO指数的概述厄尔尼诺南方涛动指数是根据东太平洋地区海温的变化来计算得出的。
它通过比较区域的海温与长期平均水平的差异来判断当前气候状态。
正常情况下,东太平洋的热带水会向东流动,形成所谓的热带东太平洋反赤道赤道流。
然而,在ENSO事件中,这种流动会发生变化,导致海温异常升高或降低。
2. 厄尔尼诺现象对气候的影响厄尔尼诺现象是ENSO指数值为正的情况下发生的。
在厄尔尼诺事件中,东太平洋的暖水向东移动,导致东太平洋赤道附近的海温上升。
这种现象对全球气候有着重大的影响。
具体来说,厄尔尼诺现象可能导致以下影响:- 气温变化:厄尔尼诺事件通常会导致全球气温升高,特别是在赤道附近地区。
这可能引发气候灾难,如干旱、洪水和飓风等。
- 降水模式变化:厄尔尼诺现象会改变全球的降水分布。
一些地区可能会出现干旱,而另一些地区则可能会经历异常的降雨。
- 生态系统影响:水温的变化会对海洋生态系统产生重大影响。
一些物种可能会面临生存挑战,而其他物种则可能会受益于温暖的海水。
3. 拉尼娜现象对气候的影响拉尼娜现象是ENSO指数值为负的情况下发生的。
在拉尼娜事件中,东太平洋的冷水向西流动,导致近赤道海温下降。
拉尼娜现象对全球气候也有着重要的影响。
其主要影响包括:- 气温变化:与厄尔尼诺现象不同,拉尼娜事件通常会导致全球气温下降。
这可能导致某些地区出现异常寒冷的冬季和较低的夏季温度。
- 降水模式变化:拉尼娜现象会改变全球的降水分布格局。
有些地区可能会经历干旱,而其他地区则可能会面临异常的降雨。
- 生态系统影响:冷水对海洋生态系统也会产生重要影响。
某些海洋生物可能会遇到生存挑战,而其他物种则可能会因为更冷的水温而受益。
北太平洋海表温度及各贡献因子的变化刘珊;王辉;姜华;金啟华【摘要】Based on the simple ocean data assimilation(SODA)1958 - 2007 monthly mean datasets and the thermal equation, the charateristics of interannual and interdecadal variability of the North Pacific sea surface temperature a-nomalies(SSTA)and their local factors are analyzed. The results show that,after Aleutian low deepened and moved southeastward around 1976/1977,the North Pacific SST cooled down in two regions: one is in the subtropical interior around 30°N,controlled by the wind stress anomalies;the other is located in the boundary region between the subpolar and the subtropical gyres around 40°N, controlled by the displacement of the zero wind stress curl line. In the subtropical interior region,the SST cooling reached its extreme during 1978 - 1982. Two main contributors are the surface heat flux and the meridional advection anomalies, which account for about 50% -60% of the SST a-nomalies. The residual term in the thermal equation accounts for about 20% -50% in this region. The SSTA shifted to negatives around 1975 almost simultaneously in the interior and western boundary region between the subpolar and the subtropical gyres. But the shift of vertical mixing term in the interior region occurred about 5 years earlier than in the western boundary region. Both the heatflux and the meridional advection terms are responsible for SST anomalies in this region,but the meridional advection terms dominant the SST variations during 1983-1988. The vertical mixing terms of these tworegions are both small,but show strong decadal variations. The meridional advection is two times larger than the zonal advection.%采用1958年1月至2007年12月SODA海洋上层温度的月平均资料,基于海温变化方程和统计分析方法,分析了北太平洋海表面温度(SST)异常特征及各局地因子贡献比例的变化.结果表明,伴随着1976/1977风场最强中心位置的南北移动,形成了两个北太平洋SST年际~年代际变化的异常中心:一个是位于30°N附近的副热带海盆内区,SST异常主要受风应力强度的主导;一个是位于40°N附近的副热带和副极地环流交汇区,SST 异常主要受风应力旋度的位置即风场位置的影响.在副热带海盆内区,最强降温发生在1978-1982年,SST异常的主要局地贡献因子为海表热通量和经向平流,二者所占比例和约为50%~ 60%,均为同相增温或降温作用,余项所占比例约为20%~50%.在副热带和副极地环流交汇区,海盆内区和西部边界区的SST异常的跃变时间同为1975年,但是内区的垂直混合项的跃变时间早于西部5年左右.SST异常的主要贡献因子为海表热通量和经向平流,但在1983-1988年海温强降温期间,经向平流项贡献大于海表热通量项的贡献.两个区域的垂直混合项均为降温贡献,虽然量值小却显示出很强的年代际变化信号.平流项中经向平流最大,垂直平流最小.【期刊名称】《海洋学报(中文版)》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】13页(P63-75)【关键词】北太平洋;SST;平流;热通量【作者】刘珊;王辉;姜华;金啟华【作者单位】中国气象科学研究院,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;中国气象科学研究院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P732.61 引言北太平洋的表层温度异常(Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA)对热带地区乃至于全球气候及其季节、年际和年代际异常都有非常重要的影响[1—4]。
enso指数强弱的划分厄尔尼诺现象厄尔尼诺现象是指太平洋赤道上一团暖水沿东移动,导致全球气候变化的天气现象。
Enso(El Niño Southern Oscillation)指数作为衡量厄尔尼诺现象强弱的标准,对于气象预测和自然灾害预防具有重要意义。
在本文中,将讨论Enso指数的划分和厄尔尼诺现象的影响。
1. Enso指数的定义Enso指数是根据太平洋赤道地区海温和大气压力的变化而计算得出的,它主要由两个分量组成:海温指数(SST)和大气指数(SOI)。
海温指数衡量海洋表面温度与长期平均海温之间的差异,而大气指数则测量东太平洋与西太平洋地区的气压之间的差异。
这两个指数的综合分析可以判断厄尔尼诺现象的强弱程度和发展趋势。
2. Enso指数的分级根据Enso指数的数值范围,可以将其分为几个不同的级别。
常用的分级方式包括正常状态(Enso指数在-0.5至0.5之间)、弱厄尔尼诺(Enso指数在0.5至1.0之间)、中厄尔尼诺(Enso指数在1.0至1.5之间)和强厄尔尼诺(Enso指数大于1.5)。
这些级别的划分基于历史观测和研究,帮助气象学家和科学家更好地理解和预测厄尔尼诺现象。
3. Enso指数的含义Enso指数的数值反映了厄尔尼诺现象的强度和发展趋势。
当Enso指数为正值时,说明太平洋东部海温较平均值偏暖,气压较低,表明厄尔尼诺现象正在发展。
相反,当Enso指数为负值时,说明太平洋东部海温较平均值偏冷,气压较高,表明存在拉尼娜现象。
Enso指数的数值变化对全球气候模式和各地区的降水分布等气象现象产生重要影响。
4. 厄尔尼诺现象对全球的影响厄尔尼诺现象引起全球范围内的气候异常,对人类社会和自然环境都带来重大影响。
由于厄尔尼诺现象会导致某些地区的降水模式改变,可能引发洪涝、干旱和风暴等极端天气事件。
此外,由于海洋温度异常,渔业资源也可能受到威胁,从而影响渔业经济和粮食安全。
5. Enso指数在气象预测中的应用Enso指数的准确划分可以为气象预测提供重要依据。
基于SODA数据的印度洋表层和次表层热含量变化及其与ENSO的关系亢兴;刘秦玉【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2008(027)004【摘要】采用1950年1月至1999年12月SODA海洋上层温度的月平均资料及同期的NCEP月平均风场资料,研究了印度洋表层和次表层热含量年际变化的特征以及与海面风场的关系.通过对热带印度洋海区上层热含量异常的经验正交函数分解,发现表层与次表层热含量主要模态的分布不同,表层热含量主要模态的时、空分布与前人对海表温度(SST)异常的研究结果基本一致,第一模的空间分布为全海盆一致型,春季(夏季) 表层热含量第一模的时间序列与前一年的秋季(冬季)Ni(n)o3区SST异常的时间序列有密切的关系;第二模的空间分布为东西偶极子型,并在秋季与4-8个月前的Ni(n)o3区SST异常有密切的关系;次表层热含量异常第一模为东西偶极子型,冬季热带太平洋异常通过影响印度洋的海面风导致的海洋动力调整,进而影响印度洋次年春季次表层热含量东西偶极子型异常; 次表层热含量异常第二模在10°S以北是全海盆一致型,但却与Ni(n)o3区SST异常在统计学上无关.【总页数】7页(P52-58)【作者】亢兴;刘秦玉【作者单位】中国海洋大学海洋-大气相互作用与气候实验室/物理海洋实验室,山东,青岛266100;中国海洋大学海洋-大气相互作用与气候实验室/物理海洋实验室,山东,青岛266100【正文语种】中文【中图分类】P732.6【相关文献】1.冬夏季热带太平洋至印度洋次表层海温变化的模态特征 [J], 李晓婧;肖天贵;孙照渤;唐毅;黄金霞2.ENSO循环过程中次表层海洋信号的传播和变化 [J], 王宏娜;陈锦年;刘钦燕3.太平洋次表层海温距平的立体EOF分析及其与ENSO的关系 [J], 张立峰;许建平;何金海4.太平洋和印度洋表层水温,海平面气压变化关系及对东亚冷夏的影响 [J], 沙文钰;蔡剑平5.热带太平洋—印度洋热含量变异及其与表层水温的关系 [J], 钱浩;张启龙因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
1980—2016年西太平洋暖池与ENSO循环过程的相关分析李晓惠;徐峰;陈虹颖;夏天竹;涂石飞【期刊名称】《海洋气象学报》【年(卷),期】2017(037)003【摘要】利用1980—2016年海表温度(SST)、海平面气压场(SLP)、南方涛动指数(SOI)、平均海洋尼诺指数(ONI)等资料对近37 a发生的ENSO(El Ni1o-Southern Oscillation)事件进行统计分析,并用经验正交函数分析法以及小波分析方法研究西太平洋暖池与ENSO循环过程之间的作用机制。
研究表明:近37 a来,Nino3.4区的SST在厄尔尼诺(El Ni1o)现象发生时存在较大的正距平,采用Nino3.4区SSTA的大幅度突变作为指标,能够更好地反映El Ni1o事件的发生;El Ni1o事件合成分析可知其形成过程中,西太平洋有一逐渐增强东移的暖中心;西太暖池东边界变化具有明显的年际变化特征,平均3~4 a经历一次循环,并出现变化周期延长的现象;海表温度的EOF能很好地预示ENSO的发生;通过小波分析可以看出暖池东边界对ENSO的发生有较好的预报意义。
【总页数】10页(P85-94)【作者】李晓惠;徐峰;陈虹颖;夏天竹;涂石飞【作者单位】[1]广东海洋大学海洋与气象学院,广东湛江524088;[2]天津市滨海新区气象局,天津300457【正文语种】中文【中图分类】P461.2【相关文献】1.An enhanced influence of sea surface temperature in the tropical northern Atlantic on the following winter ENSO since the early 1980s [J], CHEN Shang-Feng;WU Renguang2.西太平洋暖池时空分布特征及其与ENSO的关系 [J], 陈锦年;王宏娜;吕心艳3.西太平洋暖池核心区MIS 7期以来的古生产力变化:类ENSO式过程的响应 [J], 赵京涛;李铁刚;常凤鸣;李军4.西太平洋暖池海温的时空变化及其在ENSO循环中的作用 [J], 王宏娜;陈锦年;吕心艳5.基于GODAS数据的西太平洋暖池热状态特征及其对ENSO事件的影响 [J], 单婵;李业进;任冉;王博妮;徐敏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
太平洋次表层三维海温距平的EOF分析及其对ENSO的试预报张立峰 1 何金海 2 许建平 3(1.杭州市气象局, 浙江 杭州 310008; 2.南京信息工程大学 大气科学系, 江苏 南京 210044; 3.国家海洋局 海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室, 浙江 杭州 310012)摘 要应用太平洋次表层海温距平资料构造了一个立体的西低东高的四级阶梯模型,使用EOF方法对此模型进行时空分解,重点讨论分解结果与ENSO循环的关系,并对nino3距平指数进行试预报。
结果表明, EOF 分解的前两个主分量方差贡献达到42.58%,其中第一主分量代表了暖池-厄尔尼诺(拉尼娜)模态;第二主分量代表了次表层温度距平的东西运移模态。
后者存在着突变和渐变两个过程,在赤道及其附近,由冷位相变暖位相为渐变过程,暖位相变冷位相是突变过程,在赤道外南北纬10度附近则反之,厄尔尼诺正是东西运移模态突变的结果。
时滞相关分析估算,一次ENSO循环的平均周期约为41个月,即3.42年,厄尔尼诺、拉尼娜模态与温度距平的东西运移模态的位相差平均约为9.7个月。
应用逐步回归方法得到超前nino3距平指数3、6、12个月的三个预报方程。
预报结果表明,第一、二时间系数对nino3距平指数均具有一定的预报价值,预报时效可达到一年。
关键词: 次表层海温距平,阶梯模型,ENSO循环,nino3距平指数,预报1 引言已有大量研究从各种角度对ENSO进行分析,特别是对热带风场和海表温度场的研究,取得很多研究结果。
最近发现赤道西太平洋暖池与厄尔尼诺的关系[1-6],使我们对ENSO的认识从海洋表面深入到海洋内部。
蒲书箴等[7]利用实测资料研究表明,赤道太平洋次表层水温在厄尔尼诺期间早于表层水温的变化,在跃层深度以Kelven波速向东传播。
Yves- M,Warren .B .W[8]等用TOGA(热带海洋和全球大气计划)等观测资料,分析了全球上层400米热容量距平的变化,发现赤道太平洋上层400m热容量EOF的第一、二模态与赤道中东太平洋和赤道中西太平洋的厄尔尼诺信号有关。
Zhang Rong-hua,Syeny L.[9] 应用Levitus资料,对赤道太平洋表面到400m深度的海温距平和热容量进行分析,得到很多有意义的结果,但是Zhang等用的是年平均资料,而且只对热带太平洋各层温度的水平结构进行分析。
最近,蔡仪等[10]对赤道太平洋地区次表层海温、流场异常的垂直结构进行了研究,得出厄尔尼诺事件是赤道西太平洋暖池突变过程的结果,但该文的研究区域仅限于赤道附近,时间序列也比较短,只有20年。
近来一系列的研究结果[11-13]还表明,厄尔尼诺和拉尼娜事件发生在一个环路上,当赤道附近有次表层海温异常向东传播时,在南、北纬10度左右,有反位相的海温异常反向传播,这在温跃层上更为明显。
ENSO不是独立的事件而是一个循环,而且是三维立体循环,单独地在水平面或垂直剖面上研究ENSO都会割裂这一循环。
2 资料来源及处理方法本文所用海温距平资料来自于美国Scripps海洋研究所JEDAC(Joint Environment Data Analysis Cnter)的月平均资料,时间序列从1961年1月至1998年12月,共456个月。
所取资料水平范围为120o E-80o W,18o N-16o S,水平网格为5o(纬向)×2o(经向),垂直层所在深度为:0、20、40、60、80、120、160、200、240、300和400m,共11层。
nino3距平指数资料来自于美国IGOSS数据集。
利用上述海温距平资料构造一个立体的西低东高的四级阶梯模型:经向范围在18o N-16o S 之间,第一级阶梯在120-180o E,取深度120-160m 的次表层海温距平的平均值;第二级阶梯在175-140o W,取深度80-120m 的平均值;第三级阶梯在135 -120o W,取深度60-80m的平均值;第四级阶梯在115-80o W,取深度40-60m 的平均值,整个纬向范围在120o E-80o W之间。
此阶梯与气候温跃层接近,既有水平场信息,又尽可能包括了垂直剖面的信息。
然后,使用经验正交函数分解法(EOF)对阶梯模型进行时空分解,并利用逐步回归分析法求取预报方程,最终,对nino3距平指数进行拟合与预报。
3 次表层立体海温异常场的时空特征3.1 EOF 分解的显著性检验分解出来的经验正交函数究竟是有物理意义的信号还是毫无意义的噪音,应该进行显著性检验,特别是当变量场的空间点数大于样本量时,显著性检验尤其重要。
本文应用North 等[14]提出的计算特征值误差范围来进行显著性检验。
特征值i λ的误差范围计算公式为:i l =i λ(2/n)2/1n 为样本量,在本文中样本量n=456。
当相邻的特征值满足i λ-1+i λ≥i l 时,就认为这两个特征值所对应的经验正交函数是有价值的信号。
1λ-2λ = 40648.51 >>1l = 4951.482λ-3λ = 19539.49 >>2l = 2259.473λ-4λ = 4767.3 >>3l = 965.444λ-5λ = 2338.41 >>4l = 649.715λ-6λ = 285.14 <5l = 475.96可见,前五个经验正交函数是有价值的信号。
考虑到第一特征向量的方差贡献为29.24%,第二特征向量的方差贡献为13.34%,第三特征向量的方差贡献为5.7%,第四特征向量的方差贡献为3.84%,第五特征向量的方差贡献为2.92%,后三者的方差贡献相对较小,因此不在本文的分析范围之内。
前两个特征向量场概括了原始场42.58%的信息,它们是次表层立体海温异常场的2个主要模态。
下面着重讨论这2个特征向量场的时空特征。
3.2 第一特征向量场(EOF 1型)的时空特征EOF 1型的空间特征主要是纬向变化。
图1(a)中零值线在5o N 以南位于160o W 附近,在5o N 以北东伸到130o W 。
零值线以东为负值变异区,变异中心位于赤道东太平洋5o N-5o S,100-80o W 区域上,负值变异区的整体形态与发生厄尔尼诺、拉尼娜时海温异常的形态很象。
在零值线以西为正值变异区,变异中心位于赤道西太平洋偏北0-10o N,150-170o E区域上, 正值变异区的整体形态与暖池的形态很象。
东、西变异区最大变异的绝对值基本相近。
这种东西向的分布趋势表明,在该阶梯模型上次表层海温距平具有明显的反位相的纬向变化。
当西太平洋暖池海温有负距平出现时,在赤道东太平洋附近海温将异常升高,也就是我们所熟悉的厄尔尼诺位相;反之,赤道东太平洋海温将会异常降低,此时是拉尼娜位相。
由于次表层海温距平的季节变化很小,主要以年际变化为主,这可以从EOF1型时间系数的变化特征得到证明,见图1(b)。
与nino3指数比较,两曲线具有明显的反位相关系,同期相关系数-0.837,通过信度α=0.001的可靠性检验,即厄尔尼诺年EOF1型的时间系数为负值,赤道东太平洋次表层海温发生暖异常,拉尼娜年EOF1型的时间系数为正值,赤道东太平洋次表层海温发生冷异常,所以EOF1型可以称为东西变化型或暖池-厄尔尼诺(拉尼娜)模态。
(b)图1 EOF展开的第一主分量 (a)为空间向量;(b)为 nino3指数与时间系数的变化曲线,其中实线表示nino3 指数,虚线表示时间系数3.3 第二特征向量场(EOF2型)的时空特征EOF2型的空间特征与EOF1型明显不同。
图2(a)中零值线位于5o N附近,呈东西走向。
零值线以北是负值变异区,变异中心有东、西两个,东变异中心位于120o W,10o N附近,西变异中心位于150o E,8o N附近,两个变异中心的强度相近。
零值线以南的大部分区域是正值变异区,中心大体位于3o N-3o S,160-140o W区域上,中心强度略强于两个负值变异中心。
在正值变异区的东南部还有一个负值区,但无论强度还是范围均远小于上述两个变异区。
这种南北分布趋势表明,在阶梯模型中次表层海温距平具有明显的反位相的经向变化,即当赤道及其附近海温异常升高时,在南、北纬10度附近,尤其是北纬10度附近的海温将产生冷距平;反之,将会产生暖距平。
该模态与文献11、12的环路特征极为相似,此模态对应的时间系数与nino3指数的时滞相关结果也表明,在时间系数超前nino3指数时,两者为正相关,时间系数滞后nino3指数时,两者为负相关,因此,该模态实际反映了ENSO循环期间冷、暖温度距平在次表层的东西向运移。
其运移路线呈扁平“8”字形,由正、负变异区域和强度看,ENSO循环期间冷、暖温度距平在次表层东西向运移路线主要是在赤道及北纬10度间的扁平“0”形路径。
所以,EOF2型可称为南北变化型或海温距平的东西运移模态。
从图2(b)第二时间系数的分布看,赤道附近的暖位相能维持1-3年之久,但由暖位相向冷位相的转换却相当迅速。
分析发现,当暖位相达到峰值并开始向冷位相转换时,nino3指数迅速上升,平均9-10个月后也达到峰值,然后迅速下降,从而完成一次厄尔尼诺过程。
也就是说,海温距平的东西运移模态存在突变和渐变两种过程,在赤道及其附近由冷位相变暖位相为渐变过程,暖位相变冷位相是突变过程,在南、北纬10度附近则反之,厄尔尼诺过程正是这种突变的结果。
(b)图2 EOF展开的第二主分量 (a)为空间向量;(b)为 nino3指数与时间系数的变化曲线,其中实线表示nino3 指数,虚线表示时间系数4 讨论上述分析表明,对阶梯模型进行的时空分解,能很好地描述ENSO循环过程。
为寻找对ENSO循环有价值的预报因子,下面将着重讨论EOF分解的第一、二时间系数与nino3指数的时滞相关关系,并利用逐步回归分析法对nino3指数进行拟合与预报,建立nino3指数的预报方程。
4.1 时滞相关分析图3(a)是第一时间系数与nino3指数超前与滞后36个月的时滞相关,相关曲线呈现余弦函数的走势。
第一时间系数超前nino3指数32-36个月时,两者为负相关;超前10-31个月时,为正相关,其中超前13-26个月区间的相关系数通过信度0.001的可靠性检验;超前9个月到滞后10个月时,两者为负相关,其中超前7个月到滞后9个月区间的相关系数通过信度0.001的可靠性检验;滞后11-35个月时,两者为正相关,其中滞后15-30个月区间的相关系数通过信度0.001的可靠性检验;相关系数的极值分别出现在超前18个月(数值为0.254)、同期(数值为-0.837)和滞后24个月(数值为0.304)。