太平洋海表面温度的季节内变率研究

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1、太平洋海表面温度的季节内变率研究 许园春谭言科 （解放军理工大学气象学院） 摘要 文中利用1990~2006年NCEP再分析资料，采用小波分析方法，对太平洋海表面温度刊季节内振荡进行了诊断分析。结果表明： 1引言 热带大气ISO对全球的大气环流与气候有着重要的影响，其对ENSO的影响已得到证实。近年来有研究表明，热带大气季节内振荡（也称ISO或MJO）与海表面温度季节内振荡（SSTISO）是起相互调制作用的。EricD.Maloney等指出：在东太平洋MJO对流区存在SSTISO，并且该SS

2、TISO提前该地区降水异常ISO10天。并指出在ITCZ区域，海表面潜热通量的变化对与MJO有关的SST季节内振荡起重要作用。D.J.Bernie等指出：MJO确实是海气耦合的产物，或致少是被海气耦合调制的。SteveWoolnough等认为：在季节内时间尺度上，OLR与SST，纬向风应力，潜热通量，太阳短波辐射都着内在联系，且在西太平洋地区最为明显，其中OLR位相落后SST约10天，OLR与太阳短波辐射成正相关，OLR提前纬向风应力约5天，OLR落后潜热约5天。此外，有一部分学者做出的工作说明季

3、节内时间尺度的海表温度异常对大气环流的影响也是相当可观的。肖子牛，李崇银指出：全球大气对东太平洋海表面温度月时间尺度正距平可以出现较长时间的遥响应。王铁、张立凤、张铭指出：冬季赤道东太平洋地区海表水温月异常增暖能引起中太平洋信风带Walker环流的改变并激发出中高纬度30~50天的低频振荡；当该异常结束后，其后效仍会对我国的气候产生影响。 海表面温度的季节内振荡（SSTISO）对气候有着不可忽视的作用，本文通过小波分析，EOF等方法，来揭示太平洋SSTISO的频谱、传播、时空分布等特征，并探讨SS

4、TISO的成因与其对气候的影响。2资料与处理 2.1SST资料 本文采用NOAA最优插值周平均SST资料，范围为89.5ºN~89.5ºS,0.5ºE~359.5ºE，水平分辨率为1º×1º。2.2小波分析 小波分析是本文主要使用的研究方法之一。小波分析自20世纪80年代提出，90年代不断完善并广泛应用于时间序列的诊断分析之中。ChristopherTorrence和GilbertP.Compo对这一方法给出了详细的介绍。本文Morlet子波作为变换函数。 2.3季节内变化振荡的提取 本文取14~9

5、0天为周期的SST振荡作为研究对象。因为对SST振荡来说，SST的年（半年，季节）变化占有相当大的方差贡献，为了将季节内时间尺度的变化突出出来，有必要进行14~90天的带通滤波处理。滤去年变化的方法有很多，本文采用小波滤波方法较传统的滤波方法的优势在于，它能够滤去所有频率域中的“噪音”，可以用来提取具有较宽功率谱的单个事件和具有变化频率的多个事件，详见文献[9]。 为研究方便，本文将14~90天分为8段分别研究其特点，14~20天为第一段，20~30天为第二段，30~40天为第威三段……，依次类推。3

6、特征分析3.1太平洋海表面温度季节内变率的时空特征SSTISO（14~90天）的方差分布（图1）显示了SSTISO事件的总的空间分布情况，由图可见在赤道东太平洋方差最大，达0.4以上，说明该区域SSTISO最为活越。其次在北半球中纬度（40ºN）中西太平洋，达0.2以上，及南半球中纬度（35ºS）中东太平洋的，达0.15以上。图1SSTISO在太平洋地区的方差分布通过对热带太平洋地区（100ºE~80ºW，30ºS~30ºN）每个点进行小波功率谱分析，分别得到每个点在各段振荡周期的功率值（图2），由图

7、中可以见到，14~20天周期振荡主要分布在热带中东太平洋赤道以南，在105ºW，15ºS附近最显著；20~30天信号在赤道附近17WºE~105ºW，0º~10ºN之间最为显著；30~40天振荡在赤道换日线以东最为显著，其次在换日线以西，近赤道地区有明显的功率大值区；40~90天显著区域均在赤道中东太平洋160ºW~120ºW附近。图2热带太平洋各段振荡周期功率分布图（超过95%信度检验）图3各周期段功率谱值的纬向平均（超过95%信度检验）（横坐标上负值表示南纬）图3是各周期段功率谱值热带地区的纬向平

8、均值，周期为14~40天的振荡功率值较40天以上的振荡弱些，其中，14~20天周期振荡在南半球强于北半球，在南半球14ºS附近出现峰值，在赤道附近有明显的峪值；20~40天周期振荡随纬度的变化较为一致，最大值出现在5ºN附近，在赤道附近出现明显的峪值；周期为50~80天的振荡功率值最强，且50~80天周期的功率值随纬度的变化较为一致，呈现多峰结构，以4ºS附近最强，南北纬25º附近亦有峰值。由图3亦可见到，50~80天与20~40天振荡功率值随纬度分布几