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1.
近年来,中国各地干湿转换越来越频繁。干湿转换事关区域性洪涝、干旱等灾害事件的形成。如何有效识别干湿转换过程,寻找其早期预警信号是目前非线性动力学研究的热点科学问题,但目前对此类转换过程的识别及其早期预警信号尚缺乏有效且深入的研究。幸运的是,临界慢化理论在研究复杂非线性动力系统的早期预警信号方面展示了重要潜力。鉴于此,本文基于临界慢化原理,对我国13个干旱分区的代表站的K干旱指数资料进行处理,研究其干湿转换的早期预警信号。首先通过滑动t检验确定K干旱指数序列干湿转换的时间,进而借助于表征临界慢化现象的方差和自相关系数,研究了K干旱指数干湿转换的早期预警信号。结果表明,不同干旱分区代表站的K干旱指数序列均出现了不同程度的干湿转换;各代表站在其干湿转换发生前10年内均出现了方差和自相关系数增大的临界慢化现象,表征了临界慢化现象可能是干湿转换发生前的一个早期预警信号;论证了临界慢化理论作为突变早期预警信号的可靠性,为该方法的广泛应用提供了理论和实验基础。 相似文献
2.
太平洋年代际振荡与严重影响海南岛强台风事件的关联性 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1949—2018年热带气旋资料、NCEP/NCAR再分析格点资料、太平洋年代际振荡（PDO）指数资料等分析了严重影响海南岛的强台风事件变化特征,并在此基础上开展了PDO对强台风事件的影响研究。结果表明：严重影响海南岛的强台风事件频数存在明显的年际变化特征,具有连续性和群发性,在1960—1990年间存在显著的8～10年的周期规律;强台风事件与PDO冷位相期存在较好的对应,更容易发生在冷位相年;PDO冷（暖）位相,菲律宾以东低纬度西太平洋海域海表温度与强台风事件频数呈现显著的负（正）相关关系;副热带高压强度偏弱（强）,位置整体偏东（西）偏北（南）,低层辐合带呈现西北东南走向（东西带状分布）,辐合区域较为宽广（窄长）,有利于PDO冷（暖）位相年时强台风事件的发生。PDO通过对副热带高压、低层环流场等气候因子的调制作用进而影响强台风的生成和发展。 相似文献
3.
基于1961—2013年中国台站的均一化气温数据、NOAA月平均海温资料和CMIP5气候模式数据,利用气候统计手段,定量分析太平洋年代际振荡（PDO）对中国冬季最低气温年代际变化的贡献。结果表明：PDO的年代际序列与年代际滤波后的最低气温场在全国大部分地区呈显著正相关,即PDO负位相时中国冬季最低气温偏低,反之偏高。2006年后中国冬季最低气温变暖减缓,造成这一现象的主要原因是自然变率起到的降温作用,而自然变率又主要由PDO起主导作用,约占自然变率贡献的40%左右。PDO对温度的贡献呈现出明显的年代际变化,在变暖减缓期对升温有明显的负贡献,且负贡献逐渐增大至超过50%。 相似文献
4.
东亚盛夏北上转向台风年代际变化及与PDO的关系 总被引：4，自引：2，他引：2
利用1951—2008年台风及海温资料,分析了东亚盛夏(7—8月)北上转向台风个数的年代际变化特征及其与PDO的关系。结果表明东亚盛夏北上转向台风个数存在明显年代际变化特征,并在1978年前后发生突变。东亚盛夏北上转向台风个数与PDO关系密切,两者呈反位相关系。PDO位相转变后影响北上台风的海温关键区由赤道中东太平洋和西风漂流带区域变为黑潮区域,并且北上台风个数与各海温关键区存在时滞相关。在PDO不同位相的年代际背景下,西太副高位置的变化是北上台风个数年代际变化的原因之一。 相似文献
5.
近百年中国东部夏季降水年代际变化特征及其原因 总被引：15，自引：4，他引：11
本文利用测站降水观测资料分析过去一百多年中国东部华北、长江流域以及华南夏季降水的年代际变化特征发现,尽管这三个地区的夏季降水具有不同的年代际转折时期,但是均同时在1910年代初期、1920年代初期、1940年代中期、1960年代中期、1970年代末期以及1990年代初期发生了跃变。近一百年间不同年代际时期东部夏季降水的分布型主要以南正北负或者南负北正的偶极型为主,并且无论是偶极型分布还是三极型分布,两个相邻年代际时期中国东部降水分布型发生完全反向变化的概率较高（60%）。此外,夏季的PDO、冬季的AO以及春季的北极海冰也同时在1920年代末期、1940年代中期、1970年代末期以及1990年代中期左右发生了跃变,这几次跃变时期与中国东部三个不同地区夏季降水发生跃变的时期一致,表现出近百年来太平洋年代振荡（PDO）、北极涛动（AO）以及北极海冰这三个因子对中国东部夏季降水年代际变化的协同作用。在年代际时间尺度上,夏季的PDO与华北夏季降水显著负相关。PDO的年代际变化能够在500 hPa位势高度场中激发出太平洋—日本（PJ）型年代际遥相关波列;同时在850 hPa风场中激发出类似于影响华北夏季降水年代际变化的大气环流型,从而影响华北降水的年代际变化。冬半年的AO与长江流域夏季降水存在显著正相关关系。冬季到春季正位相的AO导致亚洲大陆南部处于湿冷状态,土壤湿度的记忆性可将这种状态延续到夏季。因此,夏季海陆热力对比减弱,东亚夏季风发生年代际减弱,相应地长江流域的降水年代际增多。春季北极海冰与华南夏季降水显著负相关,北极海冰的年代际异常能在500 hPa位势高度场中激发出与静止Rossby波异常传播相联系的欧亚—华南年代际遥相关波列,从而影响华南降水的年代际变化。 相似文献
6.
南宁近百年夏季降水的奇异谱分析 总被引：5，自引：0，他引：5
运用奇异谱分析方法对南宁近百年夏季降水进行了统计分析,结果表明:南宁近百年夏季降水的趋势变化不显著,主要以波动变化为特征,主振荡周期分别为4a、8～10a、准两年振荡及20～30a的长周期变化,各重建分量振幅、位相具有明显的年代际变化. 相似文献
7.
本文基于动力调整方法,利用客观分析海气通量（OAFlux）资料研究了1958～2016年全球海洋蒸发量变化及其动力作用和辐射强迫分量的变化,发现海洋蒸发量及其动力作用分量具有一致性年代际变化特征,特别是在20世纪70年代及90年代末期存在明显的年代际转折。进一步分析发现:主要动力因子有太平洋—北美遥相关型（PNA）、北极涛动（AO）、北大西洋涛动（NAO）、厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）和阿留申低压（AL）,并受到太平洋年代际振荡（PDO）的影响,其中,1970年代末期的转折与PNA、PDO、ENSO和AL密切相关,而1990年代末期的转折还与NAO变化有关。动力作用分量的前六个模态解释方差达到67.5%,其中,低纬北太平洋和印度洋蒸发异常主要与海表温度（SST）及其引起的环流异常有关,南太平洋、中纬北太平洋和北大西洋蒸发异常与环流异常直接相关。ENSO与PDO在全球海洋蒸发量上的影响要大于NAO。单因子相关分析发现南方涛动指数（SOI）、NAO和PDO与海洋蒸发年代际变化密切相关。总体来说,动力作用分量在海洋蒸发的年代际变化中起主导作用,其中,以ENSO、NAO和PDO的影响最大。 相似文献
8.
基于多套全球海温再分析数据和2种线性趋势分析方法,评估了1958-2014年中国近海海表温度（SST）的变化及其对全球气候变化的响应特征,并与全球平均地表温度特别是与若干重要海区的SST做了比较。研究表明：在全球变暖的显著加速期（1980年代和1990年代）,中国近海区域年平均SST表现出更快速的升温特征,其速率达0.60℃/10a,是同期全球平均升温速率的5倍以上;在变暖暂缓期（1998-2014年）,中国近海SST出现显著的下降趋势。研究还表明,中国近海区域SST的年代际变化与太平洋年代际涛动（PDO）的位相转换一致,前者SST的快速上升（下降）期与PDO正（负）位相最大值的时期相对应,PDO可能是通过东亚季风和黑潮影响中国近海SST的年代际变化。 相似文献
9.
CMIP5气候模式对中国东部夏季降水年代际变化的模拟性能评估 总被引：9，自引：2，他引：7
使用分类集合的方法评估了第五次耦合模式比较计划(CMIP5)多个耦合模式对中国东部夏季降水年代际变化的模拟性能.结果表明,在评估的38个模式中,仅有6个模式(第1类模式)可以成功再现1970年代末中国东部夏季降水年代际变化的主要特征,即长江流域降水偏多、而华北和华南偏少.这些模式模拟的成功归因于它们能较好再现1970年代末东亚夏季风的年代际减弱及相关的环流场的变化,包括东亚沿海的偏北风异常以及西太平洋副热带高压的偏向西南、强度增强等.而对降水年代际变化模拟很差的第2类模式,则模拟出不出东亚夏季风的这种减弱特征.进一步的分析表明,两类CMIP5模式对太平洋年代际振荡(PDO)空间分布特征都有较好的再现能力,但对PDO年代际转变特征的模拟能力则差异较大.第1类模式能很好地模拟出1970年代末热带海洋的增暖和相关的PDO位相由负到正的转换,而第2类模式所模拟的PDO位相转变与观测完全相反,且也不能模拟出热带中东太平洋海洋的年代际增暖及江淮流域夏季的变冷,因此导致该类模式对1970年代末东亚夏季风的减弱和中国东部夏季雨型的年代际转变没有模拟能力.由此也表明,对耦合模式来说,中国夏季降水年代际变化的模拟能力在很大程度上取决于模式对海洋年代际变化信号的模拟. 相似文献
10.
澳门近百年气候变化的多时间尺度特征 总被引：3，自引：1，他引：2
对澳门近百年的地表气温和降水等观测资料进行了统计分析和小波变换计算。结果表明,年/季节平均气温和年降雨量等气候变量的变化普遍存在2～5年周期的显著振荡,同时,振荡在时间域上有明显的局部性。年平均气温的周期约为60年的振荡与Atlantic multidecadal oscillation(AMO)密切相关,两者的位相相当一致。季节平均气温的变化存在明显的季节性差异,夏季和冬季分别有周期约为30年和60年的振荡,它们分别与Pacific decadal oscillation(PDO)和AMO的变化显著相关。前汛期降雨量和年蒸发量也有周期为几十年的年代际变化。 相似文献
11.
我国华南3月份降水年代际变化的特征 总被引：5，自引：2，他引：3
利用1951～2005年华南3月份降水资料、太平洋年代际振荡(PDO)指数以及NCEP再分析资料,对华南3月份降水年代际变化特征、及其对应的大尺度环流以及与PDO的关系进行了分析。结果表明,华南3月份降水存在显著的年代际变化特征,并且Mann-Kendal突变检验表明华南3月份降水在1978年左右发生年代际突变,从之前的降水偏少转变为降水偏多。我国华南3月份降水与PDO有着显著的相关。进一步研究表明,在年代际降水偏少时期,PDO处于负位相(北太平洋海温偏高,中东太平洋海温偏低),北太平洋海平面气压场和高度场偏高,亚洲大陆海平面气压场和高度场偏低,赤道西太平洋到赤道东印度洋附近的海平面气压场偏低,赤道辐合带附近地区的高度场偏低,东亚对流层大气偏暖,西太平洋副热带高压偏东,东亚高空急流偏北,东亚Hadley环流偏弱。在年代际降水偏多时期,PDO处于正位相,情况则与降水偏少时期相反。 相似文献
12.
太平洋年代际振荡（PDO）是北太平洋海表温度年代际变率的主模态。由于太平洋年代际振荡对区域乃至全球气候的显著影响,其合理的预测结果可以带来多方面收益。然而,针对太平洋年代际振荡及其有关的海表温度的年代际预测,目前气候模式的预测水平还十分有限,因此,提出了一个新的增量方法。一系列的验证结果表明,增量方法可以有效预测太平洋年代际振荡,其中包括成功预测出其振荡的年代际转折。增量方法的预测过程主要包括3个步骤:（1）采用5 a滑动平均得到太平洋年代际振荡的年代际变率;（2）利用3 a增量形式的预测因子构建预测模型,预测3 a增量的太平洋年代际振荡（DI_PDO）;（3）将预测得到的DI_PDO加上3 a前的观测PDO,得到最后预测的PDO。增量方法亦可以应用到气候系统年代际内部变率的其他模态（如:北大西洋年代际振荡）和其他气候变量的年代际预测（如:海表温度）。 相似文献
13.
The Pacific Decadal Oscillation(PDO) is a leading mode of decadal sea surface temperature variability in the North Pacific. Skillful PDO prediction can be beneficial in many aspects because of its global and regional impacts.However, current climate models cannot provide satisfied decadal prediction of the PDO and related decadal variability of sea surface temperature. In this study, we propose a new approach, i.e., the increment method, to predicting the PDO. A series of validations demonstrate that the increment method is effective in improving decadal prediction of PDO and it can well capture the phase change of PDO with high accuracy. The prediction processes include three steps. First, a five-year smoothing is performed; second, effective preceding predictors for PDO are selected, with all predictors and predictands in the form of a three-year decadal increment(DI); third, the prediction model is set up for PDO three-year decadal increment(DI_PDO), and PDO prediction can be obtained by adding the predicted DI_PDO to the observed PDO three years ago. This new method can also be applied for decadal climate prediction of other modes(e.g., Atlantic multidecadal oscillation) and predictands(e.g., sea surface temperature). 相似文献
14.
This study presents the spatial and temporal structures of the decadal variability of the Pacific from an extended control run of a coupled global climate model (GCM).The GCM used was version-g2.0 of the Flexible Global Ocean Atmosphere Land System (FGOALS-g2.0) developed at LASG/IAP.The GCM FGOALS-g2.0 re-produces similar spatial-temporal structures of sea surface temperature (SST) as observed in the Pacific decadal os-cillation (PDO) with a significant period of approximately 14 years.Correspondingly,the PDO signals were closely related to the decadal change both in the upper-ocean temperature anomalies and in the atmospheric circulation.The present results suggest that warm SST anomalies along the equator relax the trade winds,causing the SSTs to warm even more in the eastern equatorial Pacific,which is a positive feedback.Meanwhile,warm SST anomalies along the equator force characteristic off-equa-torial wind stress curl anomalies,inducing much more poleward transport of heat,which is a negative feedback.The upper-ocean meridional heat transport,which is asso-ciated with the PDO phase transition,links the equatorial to the off-equatorial Pacific Ocean,acting as a major mechanism responsible for the tropical Pacific decadal variations.Therefore,the positive and negative feedbacks working together eventually result in the decadal oscilla-tion in the Pacific. 相似文献
15.
S. Kravtsov 《Climate Dynamics》2012,39(9-10):2377-2391
This paper assesses potential predictability of decadal variations in the El Ni?o/Southern Oscillation (ENSO) characteristics by constructing and performing simulations using an empirical nonlinear stochastic model of an ENSO index. The model employs decomposition of global sea-surface temperature (SST) anomalies into the modes that maximize the ratio of interdecadal-to-subdecadal SST variance to define low-frequency predictors called the canonical variates (CVs). When the whole available SST time series is so processed, the leading canonical variate (CV-1) is found to be well correlated with the area-averaged SST time series which exhibits a non-uniform warming trend, while the next two (CV-2 and CV-3) describe secular variability arguably associated with a combination of Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) and Pacific Decadal Oscillation (PDO) signals. The corresponding ENSO model that uses either all three (CVs 1–3) or only AMO/PDO-related (CVs 2 and 3) predictors captures well the observed autocorrelation function, probability density function, seasonal dependence of ENSO, and, most importantly, the observed interdecadal modulation of ENSO variance. The latter modulation, and its dependence on CVs, is shown to be inconsistent with the null hypothesis of random decadal ENSO variations simulated by multivariate linear inverse models. Cross-validated hindcasts of ENSO variance suggest a potential useful skill at decadal lead times. These findings thus argue that decadal modulations of ENSO variability may be predictable subject to our ability to forecast AMO/PDO-type climate modes; the latter forecasts may need to be based on simulations of dynamical models, rather than on a purely statistical scheme as in the present paper. 相似文献
16.
The 1907–2001 summer-to-summer surface air temperature variability in the eastern part of southern South America (SSA, partly including Patagonia) is analysed. Based on records from instruments located next to the Atlantic Ocean (36°S–55°S), we define indices for the interannual and interdecadal timescales. The main interdecadal mode reflects the late-1970s cold-to-warm climate shift in the region and a warm-to-cold transition during early 1930s. Although it has been in phase with the Pacific Decadal Oscillation (PDO) index since the 1960s, they diverged in the preceding decades. The main interannual variability index exhibits high spectral power at ~3.4 years and is representative of temperature variability in a broad area in the southern half of the continent. Eleven-years running correlation coefficients between this index and December-to-February (DJF) Niño3.4 show significant decadal fluctuations, out-of-phase with the running correlation with a DJF index of the Southern Annular Mode. The main interannual variability index is associated with a barotropic wavetrain-like pattern extending over the South Pacific from Oceania to SSA. During warm (cold) summers in SSA, significant anticyclonic (cyclonic) anomalies tend to predominate over eastern Australia, to the north of the Ross Sea, and to the east of SSA, whereas anomalous cyclonic (anticyclonic) circulation is observed over New Zealand and west of SSA. This teleconnection links warm (cold) SSA anomalies with dry (wet) summers in eastern Australia. The covariability seems to be influenced by the characteristics of tropical forcing; indeed, a disruption has been observed since late 1970s, presumably due to the PDO warm phase. 相似文献
17.
冬季北太平洋海气环流年代际异常的统计动力诊断 总被引：2，自引：1，他引：1
本文对冬季北太平洋大气和大洋环流做了联合复经验正交函数(CEOF)分解和小波分析, 并分别讨论了第一、二模态的年代际变化及其与海表温度异常(SSTA)年代际变化(PDO、NPGO模态)的关系, 得到以下主要结论:第一、二模态对时间系数的分析显示, 其与PDO、NPGO指数的相关性较高, 且小波分析表明其分别具有明显的准22、12年的年代际变化周期, 这与PDO、NPGO模态的周期相同;第一、二模态时间系数对北太平洋SSTA的回归分析表明, 其回归系数场的空间分布分别与PDO、NPGO的十分接近。第一、二模态空间场中大气环流异常分别类似于海平面气压异常(SLPA)的AL、NPO模态, 可分称其为AL、NPO的风场模;而大洋环流异常则分别相应于SSTA的PDO、NPGO模态, 可称其为PDO、NPGO的流场模。由第一、二模态近表层流场异常得到的垂直运动空间分布分别与PDO、NPGO的空间结构相似, 说明海洋上层海盆尺度大洋环流引起的垂直运动所导致的海温动力变化是形成PDO、NPGO的重要原因, 而大洋环流异常扮演着中介角色。 相似文献
18.
基于1815—2013年SODA（Simple Ocean Data Assimilation）数据不同深度的温度数据资料,进行了热含量的计算,并通过EOF分解、功率谱分析等统计方法探究太平洋年代际振荡（Pacific decadal oscillation, PDO）的三维结构和周期性特征。结果表明,太平洋的年代际变化不仅仅存在于海洋表层,海洋300 m以浅均存在年代际变化特征,其中次表层（70 m左右）的年代际变化特征最为显著。功率谱分析的结果显示,北太平洋的年代际变化周期约为18 a。利用SODA数据的温度和盐度资料对北太平洋的Rossby（罗斯贝）波波速进行了计算,计算结果显示,Rossby波向西传播,其波速随着纬度的增大而减小。对300 m以浅水体的热含量时间序列与PDO指数做了超前滞后相关,在热含量序列滞后9 a时相关系数分布与同期相关反相。对不同层次的热含量与PDO指数进行了超前滞后相关,分析PDO的演变特征,结果表明,PDO在低纬度通过Rossby波向西传播,在传播过程中深度逐渐加深。 相似文献
19.
针对1970年代末及1990年代初中国东部夏季降水（ECP）的年代际变化格局,采用EOF分解、相关分析、回归分析等统计方法诊断了全球海表面温度对ECP年代际变化前两个模态（EOF1、EOF2）的影响。发现大西洋多年代际振荡（AMO）序列,印度洋偶极子（DMI）序列,太平洋年代际振荡（PDO）序列与ECP前两个模态时间系数（PC1、PC2）相关性较好,结合各海温指数的年代际变化特征,发现ECP在1970年代末受PDO及DMI的影响在低纬及中纬度地区分别呈现EOF1、EOF2的正位相分布特征;而在1990年代初受AMO及PDO的影响主要呈现EOF1的特征。由各海温指数及PC1、PC2重建的ECP分布特征可知,AMO及DMI与PC1重建的ECP型相近,对ECP的影响范围集中在低纬地区。除去变暖影响的DMI及PC1回归的高度场中发现一个源起大西洋的波列,黄河以北为异常反气旋中心,以南为异常气旋中心,低层南风异常,水汽被输送到北方,导致中国北方降水增加,南方降水减少。PDO与PC2重建的ECP型相近,对ECP的影响集中在中纬度地区。二者回归得到中国东部低层北风异常,水汽在长江流域辐合,长江流域降水增加。 相似文献