西太平洋暖池海温准半年振荡的年际变化及其可能机制研究

摘要

本文采用1982-2014年逐月NOAA最优插值海表面温度资料OISST、海气界面热通量资料、OLR资料、再分析降水资料(CMAP)以及大气环流要素场资料等，并利用旋转经验正交函数分解REOF、Morlet小波分析、功率谱分析、Butterworth带通滤波等分析方法，对西太平洋暖池WPWP中的准半年振荡现象SAO及其年际变化特征进行揭示和分析，并通过海气相互作用及ENSO循环来探讨WPWP中SAO年际变化的影响要素及其形成机制，最后通过P-SAO型与N-SAO型所对应的东亚大气环流与我国东部地区降水情况来分析SAO的年际变化对东亚气候的影响。主要研究结果如下:
　　(1)选取20°S-20°N，120°E-160°E作为WPWP的研究区域，通过REOF方法选取第一模态作为WPWP的主要空间模态，通过对第一模态的时间序列PC1进行功率谱分析和Morlet小波分析发现，WPWP海域中显著存在着5-7个月周期的振荡现象。接着对PC1进行5-7个月的带通滤波处理，可以发现该时间序列在不同年份的位相演变存在着三种不同的情况:P-SAO型、N-SAO型和中性情况，说明WPWP中的SAO现象存在着很强的年际变化，其中P-SAO型和N-SAO型以完全相反的位相发展，且均具有显著的季节依赖性。
　　(2)WPWP海温场的SAO与海表面热量平衡之间有着密切的联系，通过净热通量NH或者通过OLR和风速这两个物理量的变化可以判断海温的异常变化。WPWP海温场SAO的年际变化与ENSO循环紧密联系，其中P-SAO型和N-SAO型分别对应ENSO循环的冷、暖事件，WPWP海温场SAO年际变化的形成原因可以解释为由ENSO事件的纬向风异常引起的，通过对流-云-太阳辐射这样一个负反馈过程而形成的。
　　(3)夏季，P-SAO型对应着我国东部地区降水分布为“南旱北涝”型，而P-SAO型则对应着“南涝北旱”型;冬季，P-SAO型对应着我国东部大部分地区降水偏多的情况，而N-SAO型则对应降水偏少情况。WPWP中SAO的年际变化与东亚大气异常环流以及我国东部地区降水异常都存在着紧密的联系。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 西太平洋暖池研究现状

1．2．1 西太平洋暖池海温的维持和调节

1．2．2 西太平洋暖池准半年振荡(SAO)

1．2．3 西太平洋暖池海温异常变化与ENSO循环

1．2．4 西太平洋暖池海温异常变化对区域气候的影响

1．3 问题的提出及创新点

1．4 文章的研究内容及章节安排

第二章 资料和方法

2．1 资料说明

2．2 研究方法

2．2．1 旋转经验正交函数分解REOF分析

2．2．2 Morlet小波分析

2．2．3 功率谱分析

2．2．4 Butterworth带通滤波器

2．2．5 差值场t检验

第三章 西太平洋暖池海温的准半年振荡及其年际变化特征

3．1 引言

3．2 确定WPWP的研究区域

3．3 WPWP海温场的主要空间模态

3．4 WPWP海温场的SAO现象

3．5 WPWP海温场SAO的年际变化

3．5．1 SAO季节演变的分类

3．5．2 WPWP海温场SAO年际变化的时空特征

3．6 本章小结

第四章 西太平洋暖池海温准半年振荡年际变化的机制探讨

4．1 引言

4．2 WPWP海温场SAO的年际变化与海气相互作用

4．2．1 表面热平衡

4．2．2 局部海气相互作用

4．3 WPWP海温场SAO的年际变化与ENSO循环

4．3．1 ENSO循环中冷暖事件的确定与划分

4．3．2 WPWP海温场的P-SAO型和N-SAO型与ENSO循环的关系

4．4 WPWP海温场SAO年际变化形成机制的初步探讨

4．5 本章小结

第五章 西太平洋暖池海温准半年振荡的年际变化对我国东部降水的影响

5．1 引言

5．2 WPWP海温场SAO的年际变化与东亚夏季气候

5．2．1 WPWP海温场SAO的年际变化与东亚夏季大气环流异常

5．2．2 WPWP海温场SAO的年际变化与我国东部夏季降水异常

5．3 WPWP海温场SAO的年际变化与东亚冬季气候

5．3．1 WPWP海温场SAO的年际变化与东亚冬季大气环流异常

5．3．2 WPWP海温场SAO的年际变化与我国东部冬季降水异常

5．4 本章小结

第六章 结果和讨论

6．1 主要研究结论

6．2 未来展望

参考文献

致谢

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