热带西太平洋海域上层海洋热含量的CSEOF分析

基于月平均Argo温、盐度剖面、纬向风和Ni o3.4指数等资料,利用循环平稳经验正交函数(CSEOF)分解法、最大熵谱分析和相关分析等方法,研究了热带西太平洋海域上层(0—700m)海洋热含量的时空变化特征,并探讨了其年际变化的可能原因。结果表明,热带西太平洋海域上层海洋热含量距平场具有显著的东-西向反位相振荡,且这种振荡除了具有较明显的季节变化外,还存在着较强的准2a振荡。此外,热含量距平场还存在着"负-正-负"的三极式经向模态,该模态除了具有明显的季节变化外,还存在着显著的准4a振荡。进一步分析表明,热含量的准2a振荡与ENSO事件的发生有着非常密切的联系,并对赤道西太平洋纬向风异常有1—2月的滞后响应。

1980—2016年西太平洋暖池与ENSO循环过程的相关分析

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。

运用CSEOF方法分析南海表面温度季节与年际变化

本文基于粗分辨率卫星数据和中尺度分辨率ROMS模型数据,通过一种较新的循环平稳经验正交函数(CSEOF)方法,分析南海表面温度的季节变化与年际变化,其中南海表面温度的第一模态和第二模态分别代表南海温度的季节变化信号和随ENSO变化的信号。卫星与模型的第一模态的空间分布较为一致,南海北部相对南部具有更强的季节变化,第一模态时间序列主成分与Nino3指数具有一定相关性,但相关系数小于30%。卫星与模型第二模态时间序列主成分与Nino3相关性较高,均大于50%,落后Nino3指数7个月。通过对比模型与卫星结果发现,中尺度过程的引入仅使第二模态空间分布更为复杂,而对第一模态的季节变化及与ENSO信号的相关性并没有显著影响。赤道太平洋温度异常通过大气环流无延迟的影响南海的云层覆盖和蒸发,进而影响南海表面的短波辐射和潜热通量,混合层中垂向混合和夹带过程可能是阻碍南海表面温度过快响应净热通量改变的原因。

热带印度洋上层洋流的动力统计诊断

作者对热带印度洋上层洋流作了空间的三维经验正交函数(EOF)分析,揭示其与印度洋偶极子和ENSO循环的关系.结果表明:热带印度洋上层流场偏差的前3个三维模态都具有赤道俘获波的性质,第一、二、三模态均具有2～4年的准周期,第一、三模态分别对应于第一、二类印度洋偶极子模态,第二模态则是ENSO在印度洋的延伸模态.由三维EOF各模态可直接计算各模态的垂直速度场.印度洋海温的年际变化主要取决于印度洋地区的海气耦合状态,然而ENSO循环也有很大影响,其影响也许是通过沃克环流的啮合作用来实现的.

全球中低纬度降水量时空特征分析

基于1982年1月至2022年4月全球降水量的月平均数据资料,利用循环平稳经验正交函数(CSEOF)方法,讨论了第一、二模态的空间分布和时间序列,分析了全球中低纬度海洋降水量的空间分布、季节变化特征和年际变化特征,讨论了可能引起该变化的原因。结果表明,降水量的年际变化呈现周期性变化特征,其主要变化区域分布在热带太平洋地区,第一模态空间场呈现东-西反相位振荡特征,冬季强于夏季;第二模态空间场季节变化相对于第一模态空间场更为复杂,冬季正负变异高值区主要表现为东-西反相位振荡特征,而夏季以负变异区为主,变异区强度较弱。第一模态时空变化特征主要受到厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)现象影响,而第二模态主要受到中部型厄尔尼诺(El Nino Modoki)现象影响,降水量的主要变化特征受到两种现象的叠加影响。