热带气候变率的非线性特征和海气间的非线性联系

摘要

本文采用NCEP/NCAR再分析的热带地区射出长波辐射资料(OLR)、风场、散度场和海平面气压场(SLP)等月平均资料，运用非线性主成分分析及合成场的对称和反对称成分分析方法，研究热带地区对流活动、散度场、南方涛动的非线性空间相关结构。结果表明： (1)通过对气候平均场的研究发现，在同一个季节，赤道辐合带在不同经度上位置有很大差别；在不同季节，赤道辐合带在不同经度上的位移也不一样。总体上赤道辐合带的季节性位移是：在北半球夏季，赤道辐合带位置偏北，冬季则相反，赤道辐合带位置偏南。 (2)EOFAI模态包含了年循环和年际变率，第一个EOFAI模态反映了南北半球的季节性差异，与气候平均图所反映的情况是一致的。EOFI模态反映的是年际变化，EOFI模态的第一个空间型与EOFAI的第二个空间型很相似。 (3)对滤去季节循环的OLR距平场、925hPa散度距平场和SLP距平场分别做EOF分析，结果发现，EOF分析方法能够反映空间场在ENSO成熟位相的空间分布，但只能反映线性振荡，无法反映更低维的非线性结构。NLPCA则能表示出更一般的低维结构。 (4)对上述三个对象场分别应用NLPCA方法研究发现，它们的一维非线性主成分α1(tn)取最大、最小值时重建的三个对象场的距平场并不是完全相反的空间分布，不仅距平中心的强度发生了改变，其空间结构也有所不同。ElNino时段OLR的负距平中心、对流层下部散度的负距平中心和海平面气压场的负距平中心比LaNina时段相应变量的反符号距平中心强度偏强，位置偏东。并且根据非线性主成分α1(tn)取不同的值可以给出整个ENSO循环所对应的OLR距平场和SLP距平场分布的循环，这种循环也是不完全对称的。 (5)通过对三个对象场的合成场的分析发现，ElNino和LaNina事件下的距平合成场反映了两个位相下的空间非对称性，与NLPCA的研究结果在定性上是一致的。用合成场方法得到的空间场的非对称成分A(1)和对称成分A(2)，分别体现空间场对ENSO的线性响应和非线性响应。

目录

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摘要

第一章绪论

第二章资料与方法

第三章热带地区气候平均特征

第四章热带对流活动与ENSO关系的非线性特征

第五章热带散度场与ENSO关系的非线性特征

第六章热带海平面气压场与ENSO的非线性关系

第七章合成场的不对称性

第八章全文小结

参考文献

致谢

附图一

附图二

附图三

附图四