范文一:北半球理想气候分布图示
北半球理想气候分布图示
3.气候类型的判读
(1)、根据气候类型分布规律(气候类型分布模式图)来判断。
影响气候形成的主要因素
●纬度位置----决定热量带
●大气环流(气压与风)----决定降水状况
●地面状况(海陆位置、地形、洋流等)----使气温、降水分布复杂化,形成非地带性分布 ●非地带性分布
A.远离亦道的热带雨林气候——“来自海洋的信风十地形迎风坡十沿岸暖流”
B.赤道地区的热带草原气候——“东非高原地势高”
C.西风带内的温带大陆性气候——“安第斯山脉吊车处于西风带的背风坡”
D.大陆东岸的温带海洋性气候――澳大利亚东南部及新西兰南北二岛、智利火地岛。
(2)根据全年几个月或各月气温和降水的数据、图表资料,分析气候特征,判断气候类型,分三步:
①读最高气温月(或最低气温月)——判断所属南北半球
②读最冷月均温——判断所属温度带:“以温定带”
最冷月均温>15℃,则可推断为热带气候;
最冷月均温在0℃—15℃之间时,则可推断为亚热带气候和温带海洋性气候; 最冷月均温<0℃,则为温带气候或寒带气候。 ③读降水量(季节分配与年降水量)——确定具体气候类型:“以水定型” 年雨型——终年降水多且季节分配均匀——热带雨林气候、温带海洋性气候。 夏雨型——夏季多雨,冬季少雨——热带草原气候及热带、亚热带、温带季风气候。 冬雨型——夏季干燥、冬季多雨——地中海气候 少雨型——终年降水稀少——热带沙漠、温带大陆性气候(<400>400>
范文二:北极星高度角在北半球的分布规律及其证明
北极星高度角在北半球的分布规律及其证明
永坪高级中学 黄海军
在讲述正午太阳高度角的分布规律时,其总的分布规律是:由直射点所在的纬线向南北两侧递减,即以纬线为界,以纬距为单位递减,由于黄赤交角的存在和公转的原因,引起太阳直射点的回归运动,使正午太阳高度的分布产生了时空变化。学生的地理思维能力和空间想象能力较差,往往难以想象,无法理解,为了便于学生理解,循序渐进,由易到难,一般采取先分析太阳高度的日变化规律和空间分布规律作为铺垫。太阳高度的空间分布规律为:由直射点向四周递减,即以直射点为圆心,以太阳高度(纬度)为单位向四周递减,形成一个由等太阳高度线组成的同心圆,但是由于地球的自转运动使太阳直射点不可能固定地停留在地球表面,因而太阳高度角也有日变化的规律,即日出后至地方时12点之间递增,12点后至日落前递减,学生理解起来仍有一定困难,而北极星的高度角在北半球的分布规律可以说是一个基本上没有时间变化的空间分布规律。下面就北极星的高度角在北半球分布规律的成因、原理、证明及其应用简述如下。
一、北极星高度角的分布规律基本上没有时间变化:因为地球无论是自转,还是公转时,地轴的北端(北极)始终指向北极星附近,所以北极星总是出现在北极的上中天附近,在北半球其他地区总是可以发现北极星在正北的地平线之上熠熠生辉,成为人们在夜间航行时辨别方向忠实可信的向导。
二、北极星高度角在北半球的分布规律,北极星高度角在北半球的空间分布规律为:以北极点为中心,向赤道方向(向南)递减,北极点最大为90°,向赤道递减为0°,与北半球的地理纬度分布规律完全吻合,北纬从赤道向北递增,由0°递增为90°,北半球的地理
纬度即为当地的北极星高度角,若将北极星比作太阳,则北半球永远是昼半球,南半球永远是夜半球,赤道为固定的晨昏圈,北半球各地的北极星高度固定不变,在数值上与当地地理纬度保持一致,北极星像永远悬挂在北极上空的一座灯塔,照耀着北半球的全部,地球就像一个在北极星星光照耀下永不停止旋转的舞女一样。
如图所示,北半球任一点D,过
D点作地球的切线(即当地的地平
线),与地轴NS的延长线交于A点,
与赤道平面的延长线交于B点,过
D点的北极星光线垂直于赤道C点,
O为地球球心,∠1的度数为D点
的地理纬度,∠2为D点的北极星
高度角,求证:∠1=∠2
证明:∵∠1+∠3=90°(互余)
又∵∠2+∠3=90°(互余)
∴∠1=∠2(等角的余角相等)
四、北极星高度角的应用:北极星高度角等于当地地理纬度,利于人们确定当地地理坐标,解决空间定位问题,此法简单易行,在生产生活中有着广泛的用途,而且利用北极星也可在夜间确定方向,利于导航,因此“世事洞察皆学问”,只要留心观察,认真思考,在司空见惯的各种地理现象中蕴含许多科学的道理,等待着有心人去发现,去探究,如:牛顿观察苹果落地发现万有引力定律,阿基米德洗澡时发现测定王冠密度的方法,正如某位科学家所言“真理只垂青于有准备的人”一样。
范文三:北半球积雪状况 - 国家气候中心
北半球积雪状况
2006年11月
一、北半球
11月,北半球和欧亚的积雪面积与常年同期相比略偏大,北美略偏小(见图1)。
图1 区域积雪面积距平指数(单位:百万平方公里)
(a)北半球(b)欧亚地区(c)北美地区
注:原始资料出自http://www.cpc.ncep.noaa.gov/data/snow/,气候系统诊断预测室分析。 气候标准值取1973,2002年平均。区域积雪指数定义见参考文献[1]
1
图2 北半球2006年11月积雪日数(左)及距平(右)分布 (单位:天)
11月,欧亚大陆北部和北美洲50:N以北地区积雪日数多为15天以上,俄罗斯北部和中部、北美洲北部积雪日数为25,30天。与常年同期相比,北欧和俄罗斯西部部分地区、中亚局部、北美洲西北部部分地区以及中国青藏高原中部
,15天;哈萨克斯坦至蒙古国北部、和西北东部、东北北部等地区积雪天数偏多5
美国西北部和东北部部分地区偏少5,15天(见图2)。
二、中国
11月,中国总体上积雪面积较常年同期偏大,其中青藏高原、东北地区偏大,新疆偏小(见图3)。
从积雪日数分布来看,11月,青藏高原大部、西北北部和东部、内蒙古以及东北地区积雪日数为5,15天,其中青藏高原部分地区和东北北部为25,30天。与常年同期相比,青藏高原中部、西北东部、内蒙古西部和黑龙江北部地区偏多5,15天,青藏高原局部、新疆西部局部偏少5,15天。
参考文献:
[1]郭艳君,李威,陈乾金,北半球积雪监测诊断业务系统,气象,30(11):24-26
2
图3 区域积雪面积距平指数(单位:万平方公里)
(a) 中国(b)青藏高原(c)新疆北部 (d)东北(含内蒙古东部)
3
图4 中国2006年11月积雪日数(左)及距平(右)分布 (单位:天)
4
范文四:气候极端!北半球热爆 南美洲严寒
近日全球气候很极端,北半球热得要命,南美洲却是暴雨、寒流。日本崎玉县昨天(21日)中午出现摄氏41度高温;俄罗斯南部也有40度,农作物枯死,渔塭里的鱼也活活被烫死。不过,在南美洲秘鲁却出现多年来低温,近几天温度都在零下22度左右。
连日暴雨让海地市区马路变河流,积水大约有半个轮胎高,驾驶人简直把车当作船在开,民众清理速度跟不上淹水速度。另一个南美洲国家多明尼加进入雨季,遭受暴风雨侵袭,有3分之2省份都进入洪水和土石流警戒。
而在秘鲁则是出现零下20几度低温,日前难得出现大太阳,还是敌不过寒风刺骨,抵抗力弱的孩子都生病了,呼吸道疾病患者增加两成,医院病床都不够用,路边有人被冻死,这是亚马逊流域近年来的最低温,南部地区气温尤其低,安第斯山脉海拔较高地带气温降至零下23摄氏度。例如马尔多纳多港气温降至9摄氏度,而这一地区同期气温通常超过20摄氏度。另外,包括阿根廷、巴西和智利都被寒流笼罩。
阿根廷政府丨官员说,9个省份气温降至零度以下,为过去10年来最低水平,全国已有16人冻死。巴拉圭政府丨官员估算,遭遇这次罕见的寒流天气,大约1000头牛冻死。巴拉圭政丨府和秘鲁政丨府向贫困民众提供设有供暖装置的栖身场所,派军方连夜把这些人送往临时住处。
南美洲不少国家因这次寒流侵袭遭遇电力紧张和天然气供应短缺。阿根廷、玻利维亚等国紧急应对,或限制企业使用天然气以保障居民供暖,或从邻国调集电力,或要求学校暂时停课。
在北半球部分,俄罗斯遭遇百年最严重干旱,农作物枯死面积900万公顷,跟葡萄牙一样大,渔塭里的鱼也被活活晒死,沙滩上也可以看到被晒成干的水母。俄罗斯“Fobos”气象中心专家20日透露,莫斯科自6月中旬开始的异常炎热的天气或将再次打破气温记录:25日(周日)的气温可能接近整个气象观测史上的夏季最高值。
欧洲其它国家7月也出现了罕见高温,葡萄牙的里斯本5日为39度,德国的波茨坦11日观测到38度的高温天气。乌克兰首都基辅的最高气温18日更是创下自 1881年来的新高,达到了35.3摄氏度。
美国西部近日也是气温飙高。7月1日以来,不过半个月,墨西哥州与亚利桑那州边境的皮马县(Pima)就发现40具非法移民尸体,多数是因为高温炎热,缺水致死。
此外,日本名古屋昨中午有36度,群马县高温将近39度,最热则在崎玉县熊谷市,测到41度高温,熊谷车站洒水系统自动启动。一名车站员工表示,“其实洒水主要不是针对人体,喷出的雾状水可以让周遭气温稍微下降。”日本气象厅预估未来将持续高温。
范文五:北半球平流层气候异常变化探索
第33卷 第3期
2003年5月 JOURNALOFOCEANUNIVERSITYOFQINGDAO青岛海洋大学学报33(3)329~336 May,2003
北半球平流层气候异常变化探索
曲维政 王丽楠 黄 菲 刘应辰
(中国海洋大学,青岛266003)
摘 要 本文利用逐次滤波法分析北半球平流层气候异常变化。结果表明,北半球10~20km高空气候存在尺度为20年左右的年代际变化,年代际变化对气候的方差贡献率达到20%;火山活动能引起平流层较大幅度增温,对高空气候异常变化的方差贡献率超过了20%;平流层高空气候异常变化还具有显著的22年变化周期,分析是大气温度场对太阳磁场磁性周期22年异常变化的响应,其方差贡献率达到5%;海温场异常是北半球10~20km高空气候异常变化十分重要的影响因子,其影响程度达到总的异常变化的9%。
关键词 平流层;气候异常变化;海温场
中图法分类号 P421.32;P461 文章编号 1001-1862(2003)03-329-08
导致气候异常变化的因素很多,其中有人类活动气体排放量的增加所造成的温室效应;环境污染,包括低层大气污染和海洋及陆地水体污染所造成的反射太阳辐射能力和吸收太阳辐射能力的变化。一般认为人类活动是尺度为20年左右的年代际气候变化的主要原因[1-3];火山活动所形成的火山气溶胶层对太阳辐射的反射、散射和吸收,对于地面层温度变化起到了“阳伞效应”;太阳活动所导致太阳辐射量的变化、伴随太阳活动所出现的太阳磁场强度激增和磁性周期有规律的22年循环(许多年以来,气象学家始终没有放弃探索这些现象与气候变化之间的联系);海温场(包括海冰雪盖)准周期性异常变化所导致的海气系统耦合振荡,是目前研究得最多也最为深入的课题。这些因素对地面层气候变化的影响有线性的也有非线性的,难以从总的气候效应中加以明确识别和分离。
对流层顶有效地抑制了低层大气对流活动向高层发展,象1个巨大的滤波器,过滤掉对流层中许多复杂因素所激发的中、小尺度波动,突出了平流层大尺度大气运动的气候特征,便于研究者分离、考察和识别主要气候影响因素对气候异常变化的贡献。鉴于此,本文分析了北半球平流层下部100hPa,大约为10~18km高空气候的年际变化和年代际变化特征,以及人类活动、火山活动、太阳活动和海温场异常对于高空气候异常变化的贡献。
本文资料取自美国气候研究中心NCAR/NCEP再分析的全球垂直17个层次的月平均温度场的格点资料。时间从1948~2000年共53年,水平分辨率为2.5°×2.5°。本文根据100hPa温度场格点资料建立了北半球(0°N~90°N,0°E~360°E)月平均温度序列和月平均温度距平序列。
国家九五攀登计划(970231003)课题资助
收稿日期:2002-10-08;修订日期:2003-03-07
曲维政,男,1945年10月出生,教授级高工。
1 北半球平流层下部10~18km高空气候的年代际变化
以20世纪70年代末为突变点的北太平洋和北大西洋海洋大气系统中的10~20年尺度的年代际气候变化,作为海洋大气系统长期变化的1个十分突出的特征提出来以后,年代际气候变化的研究迅速深入海洋大气系统的许多方面。
热带太平洋的平均气候态在20世纪70年代后期发生了1次由冷态向暖态的变化,主要是沿赤道地区以及热带东太平洋的增暖,海表温度变化最大中心可以达到0.6℃。伴随着海表温度的变化赤道西太平洋的西风距平加强,赤道东太平洋的东风距平也加强,在赤道中太平洋形成了1个加强的辐合中心[1]。
BinWang发现20世纪70年代前后气候突变改变了ENSO事件的气候平均状态。对ENSO暖事件的爆发有影响。1977年以前,一般增暖首先出现在南美沿岸,然后向西传播,而1977年以后,很多EINino事件首先在中太平洋增暖
Trenberth和Hoar指出[3][2]。
2,90年代创历史纪录的暖事件增加可能与人类活动释放的CO
增加导致的全球气候变暖有关。根据近几十年的观测资料分析,全球气候增暖的趋势越来越明显,并且在1976年前后有1次明显的气候突变。Nitta用70年代以后的海表温度平均值减去70年代以前的平均值,发现北太平洋增温很明显,热带太平洋也增暖[4]。最近,Seager和Mur-tugudde用1个简单海气耦合模式研究了全球增暖响应的数值试验[5]。结果指出,热带太平洋地区最初由于冷却作用导致东-西向海表温度梯度增加。1976年以前气候平均态相对于80年代和90年代都较冷,此时热带东太平洋地区海表温度也偏冷。90年代热带太平洋平均增暖了大约0.5℃。虽然增温幅度没有中纬度那么大,但对ENSO循环一定会产生影响。
李崇银、穆明权等人数值模拟结果清楚地显示了几个主要大气涛动的年代际变化(10~20年准周期振荡)十分明显[6],它们的年代际变化与观测资料分析结果十分相近;GCM也很好地模拟了主要大气环流系统(包括东亚大槽、北美大槽、大气环流指数等)的年代际变化特征,而且模拟的年代际变化特征与观测基本相一致;同大气环流系统的年代际变化相配合的中国东部气候的年代际变化也模拟得很清楚。
本文将进一步考察平流层高空气候的年代际变化特征。由图1可以看到,北半球平流层100hPa大约10~18km高空大气温度年代际变化十分清楚,1979年1月以前大气温度处于偏冷时期,月温度距平值等于-0.3℃;1979年以后的80年代和90年代高空大气温度处于偏暖时期,月温度距平值等于0.5℃,相比于1979年以前的冷期,温度提高了0.8℃;1979年1月是高空气候的突变点。与低空海洋大气系统相比,高空气候突变时间似乎晚了2年。
从北半球100hPa温度T1(i)中滤除年代际变化的温度序列T2(i)为:
)=T1(i)+0.3当i=1,2,...360,T2(i
)=T1(i)-0.5当i=361...636。T2(i
求得T1(i)的均方差S1=0.5962,T2(i)的均方差S2=0.4799,则年代际变化对于温度场的方差贡献SS2为:
×100%=((0.5962-0.4799)/0.5962)×100%=20%SS2=(S1-S2)/S
就是说,年代际变化是北半球10~20km平流层高空气候异常变化十分重要的特征,其影响程度达到平流层高空气候总的异常变化的20%。
图1 北半球平流层高空气温的年代际变化
(细线:连续5个月滑动平均曲线 粗线:不同时期的平均曲线)
Fig.1 VariationofatmospheretemperatureattheNorthernHemisphere
stratosphereinthedifferentperiods
(thinline:themovingaveragecurve(thinline)for5months
thickline:averagelinefordifferentperiods)
有研究[3]认为80年代和90年代气温的急剧升高是人类活动加剧的结果,所以这种年代际变化反映了人类活动的影响。
2 火山活动对平流层10~18km高空气候的影响
研究强火山爆发对平流层大气的影响可以回避或者基本回避云、雨对太阳辐射和地面层气温的影响,避免了小火山活动的影响。凡喷发高度低于对流层顶的小火山活动,其喷发物质将大部分随气流和云雨沉降,避免了浮尘、工业烟尘和海面气流中含盐微粒的影响。
强火山活动引起平流层大气加热的推测,已有个别观测记录和气候模式数值模拟的初步证明,增温幅度大致在4~6℃左右[7]。
火山资料的处理:为了便于把火山活动与温度序列进行比较和分析,需要把离散的火山资料处理为连续的火山信息时间序列。根据美国斯密森火山研究所公布的世界火山尘幕指数VEL[7]和徐群VN.M指数的多年平均值,取6级VEL=500,5级VEL=400,4级VEL=300,3
[8-10]级VEL=100。并且按火山活动指数VEL随时间的变化规律,火山活动指数以20/月的速
率衰减。这样,火山爆发以后,其主要影响将以活动指数每月下降20的规律分布于未来数月至二十几个月之中。大、中、小火山活动的影响可以叠加,从而建立起火山活动指数连续变化的时间序列。为了突出低频振荡特征滤除高频振荡,本文将火山活动指数时间序列作了连续5个月滑动平均处理,同时将活动指数除以500,使之与平流层温度单位处于同一量级,便于分析比较。最后形成的火山活动指数时间序列记为VEL(i).
把年代际气候变化趋势从北半球平流层下部10~18km高空温度连续5个月滑动平均序列中滤除以后的温度时间序列记为T2(i).求出火山活动指数时间序列VEL(i)与北半球平流层100hPa温度时间序列T2(i)滞后j=0,1,2,...39个月的相关函数R(j),绘于图2中。
由图2可见,火山活动指数VEL(i)与100hPa温度T2(i)相关函数R(0)=0.462,R(1)=0.475,R(2)=0.484,R(3)=0.483,其相关性远远超过了99%的置信概率水平,说明火山活动对平流层下层大气温度的影响十分显著,而且相关函数最大值出现在火山爆发后第3个月,
即R(2)=0.484,表明火山气溶胶扩散到整个半球需要
2~3个月的时间,导致大气温度响应时间滞后。正相关
说明火山活动将引起平流层温度上升,火山活动越强、越
频繁、平流层升温幅度越大。
由火山活动指数VEL(i)与北半球100hPa温度
T2(i)曲线可以看到(图略),平流层大气温度的变化与火
山活动指数变化趋势基本一致,尤其是80年代和90年
代平流层的几次重要升温,都与火山活动密切相关。70
年代以前关于火山活动的观测和记录相对来说准确性要
差一些,可能会漏掉一些火山活动没有记录,或者火山活
动指数确定得不太准确,否则相关性还会高一些。
由此,可用一元线性回归方程表示火山活动指数
VEL(i)与北半球100hPa温度的相关关系:
T3(i)=a+×bVEL(i)
其中a,b为回归系数。T3(i)是由火山活动指数预报
的北半球平流层100hPa温度。
回归系数a,b可以根据最小二乘法原理确定,得到
关于a,b的方程组:
a=T2-bVEL
n图2 火山活动指数、太平洋SSTA与100hpa温度的相关函数曲线(1.活山活动指数与100hpa温度的相关函数 2.太平洋SSTA与100hpa温度的相关函数)Fig.2 Correlationfunctionbetwevolcanicactivityindex,PacificSSTAand100hpatemperatune(1.correlationfunctionbetweenvolcanitactivityindex100hPatemperature2.CorrelationfunctionbetweenEastern
)and100hPatemperature)PacificSSTA(ib=i=1ΣVEL(i)×T2(i)
n
2ΣVEL(i)i=1
由于所用资料均为距平值,所以常数项系数a=0,求得回归系数为:b=0.441,则
由火山活动指数预报北半球平流层100hPa温度T3(i)的回归预报方程为:
T3(i+2)=×bVEL(i)
从北半球100hPa温度T2(i)中滤除火山活动影响的温度序列T4(i)为:
T4(i)=T2(i)-T3(i)
求得T4(i)的均方差S4=0.3634,则火山活动对于温度场的方差贡献SS4为:
SS4=(S3-S4)/S×100%=((0.4799-0.3634)/0.5962)×100%=20%
就是说,火山活动是北半球10~20km高空气候异常变化十分重要的影响因子,其影响程度达到总的异常变化的20%。
3 太阳活动对北半球10~20km高空气候异常变化的影响
太阳活动对于海洋大气系统的影响是多方面的,也是多频的。最主要的是短波紫外辐射和长波太阳射电异常、高能粒子流的冲击、比太阳磁场高出千百倍的黑子磁场。
太阳黑子的磁场有磁极,并且磁性变化存在22年循环周期。按太阳黑子磁场的磁性,太阳黑子可分为单极黑子、双极黑子和多极黑子3类。每个11年周期开始时,处在黑子群前面的1个较大的黑子叫前导黑子,处在后面的1个较大黑子叫后随黑子,它们的磁极是相反的,构成
1个双极黑子。在太阳南北半球上黑子群的磁性排列又是相反的。而当11年周期转换时,南北半球的磁极又分别向相反的磁极转变。所以从磁极的变化来说,黑子的磁性周期为11年周期的2倍。这种22年周期又称海尔周期[11]。
一些研究指出,大气环流的振动,比如北半球大气活动中心强度和中心位置、中纬度冬季气压场、温度场和降水量的时空变化,以及阻塞高压出现频率、美国西部的干旱等,同太阳黑子活动的22年周期的相关性要比同11年周期的更好一些[12-14]。
从北半球100hPa温度序列中滤除趋势变化和火山活动影响的温度序列为T4(i),对
T4(i)谱分析结果显示(见图3),264个月周期即22年周
期是占绝对优势的周期。
可以按如下计算公式计算各频域的周期谱Tl、振
幅谱Al和相谱θl:
Tl= l(1)
(2)
(3)
(4)
(5)图3 滤除趋势变化和火山活动影响的温度序列T4(i)谱图(粗线为信度为0.05检验谱曲线)Fig.3 Temperaturespectralarray
T4(i)afterthetrendchangesand
volcanisminfluencearefiltered
(Thethicklineisthetestingcurve
withareliabilityof0.05)2πnal=Σx1cos(i-1) Tli=lTl2πnbl=Σx1sin(i-1) Tli=lTlAl=θl=tgal+bl -122al bl式中xi为样本资料即月平均温度值或温度距平值,i为时间序号。求得22年周期的振幅A=0.21583,初相角=
0.946,则周期函数Z(i)为
Z(i)=0.21583×sin
(((6.284×i)/264)+3.1416+0.946)
根据(6)式求得22年周期理论曲线,绘
于图4。由图4可以看到,22年周期理论曲
线与温度序列T4(i)曲线变化趋势基本一
致,表明北半球平流层100hPa高空温度存
在显著的22年周期性年代际振荡。高空气
候中的这个周期性变化与太阳活动22年磁
性周期相吻合,可能是太阳活动在平流层大
气中的反映。太阳黑子所具有的比太阳磁场
高出千百倍的强大的磁场和磁性变化的22
年循环周期通过什麽途径和什麽方法对平
流层大气气候产生影响的,是1个需要进一
步深入研究的问题。
从北半球100hPa温度T4(i)中滤除太
阳活动22年磁性周期Z(i)的温度序列图4 平流层温度22年周期与实况细线:温度序列T4(i) 粗线:22年周期曲线Fig.4 22-year'speriodandthefieldconditionofstpastospherlctemperatulethinline:TemperaturearrayT4(i)thickline:the22-year'speriodiccurve(6)
T5(i)为:
T5(i)=T4(i)-Z(i)
求得T5(i)的均方差S5=0.3343,则太阳活动对于温度场的方差贡献SS5为:
×100%=((0.3634-0.3343)/0.5962)×100%=5%SS5=(S4-S5)/S
就是说,太阳活动22年磁性周期是北半球10~20km高空气候异常变化十分重要的影响因子,其影响程度达到总的异常变化的5%。
4 海温场异常对北半球10~20km高空气候异常变化的影响
异常增暖的海表温度引起其上空热源异常加强,造成大气环流尤其是热带大气环流持续异常和气侯异常。
由赤道东太平洋SSTA(i)与北半球100hPa温度T2(i)相关函数曲线(图2)可以看到,赤道东太平洋SSTA(i)与平流层100hPa大气温度T2(i)变化的相关函数R(0)=-0.125、R(1)=-0.153、R(2)=-0.187、…R(6)=-0.242,其相关性远远超过了99%的置信概率水平,说明赤道东太平洋海温场对平流层下层大气温度的影响显著,负值相关函数表示两者为反相关关系,即当海温场增暖时平流层温度将下降;海温为负距平时平流层100hPa温度将为正距平。相关函数最大值出现在海温变化发后第6个月,即R(6)=-0.242,表明平流层100hPa大气温度对海温变化响应时间滞后6~7个月。
由此,可用一元线性回归方程表示赤道东太平洋海温距平场SSTA(i)与北半球100hPa温度的相关关系:
T3(i)=a+b×SSTA(i)
其中a,b为回归系数。T3(i)是由赤道东太平洋海温距平场SSTA(i)预报的北半球平流层100hPa温度。
回归系数a,b可以根据最小二乘法原理确定。由于所用资料均为距平值,所以常数项系数a=0,求得回归系数为b=-0.111,则由海温距平场预报北半球平流层100hPa温度T6(i)的回归预报方程为:
T6(i+6)=×bSSTA(i)
从北半球100hPa温度T5(i)中滤除海温场影响的温度序列T7(i)为:
T7(i)=T5(i)-T6(i)
求得T7(i)的均方差S7=0.2801,则海温变化对于温度场的方差贡献SS7为:
SS7=(S5-S7)/S×100%=((0.3343-0.2801)/0.5962)×100%=9%
就是说,海温场异常是北半球10~20km高空气候异常变化十分重要的影响因子,其影响程度达到总的异常变化的9%。
5 小结
利用逐次滤波法分析可知,年代际变化是北半球10~20km高空气候异常变化的重要特征,一般认为这是人类活动在气候变化中的反映,其方差贡献率达到20%;
火山活动能引起平流层较大幅度增温,对于北半球10~20km高空气候异常变化的影响
超过了20%;
北半球100hPa10~20km高空气候异常变化具有显著的22年变化周期,本文认为这是大气温度对太阳磁场磁性周期22年异常变化的响应,其方差贡献率达到5%;
海温场异常是北半球10~20km高空气候异常变化十分重要的影响因子,其影响程度达到总的异常变化的9%。
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ResearchofStratosphericClimateAnomalyVariation
inNorthernHemisphere
LiQuWeizheng WangLinan HuangFeiuYingchen
(OceanUniversityofChina,Qingdao266003,China)
Abstract Basedonthestudywithsuccessivefilteranalysisinthispaper,itshowsthatthereexistsinter-decadevariationofabout20-year'sscale.Itscontributiontovariancecanreach20%.Volcanoactivitycausesatmospherictemperaturetoincreasegreatly.Itscontributiontothevarianceofupperclimateanomalyisover20%.Thevariationofstratosphericclimateanomalyhasalso22-year'speriod.Itisaresponseofatmospherictemperaturetothe22-year'speriodanomalychangeofmagnetismfieldoftheSun.Thecontributiontothevariancecanreach5%.Seatemperatureanomalyisaveryimportantfactortotheclimateanomalyof10~20kmhighanditseffectesupto9%oftotalanomalyvariations.
Keywords stratosphere;climateanomalyvariation;seatemperaturefield
论 文 推 介
刘玉光,严晓海,苏明阳. 风浪的方向谱:第一部分——模型和推导
摘 要 基于风浪的统计理论,该文提出一个深水风浪方向谱的新模型。该模型包含三个参数:波令、(逆)谱宽度和当地谱峰角频率。(逆)谱宽度对描述风浪谱的陡度非常有效。使用该参数提出的模型能较好地描述各种实验室风浪槽和外海实测结果。
(全文见《青岛海洋大学学报(自然科学英文版)》2003,VOL.2,NO.1)
于定勇,张寒元. 三维波峰的数值模拟
摘 要 该文提出三维波峰的定义,描述波峰临界值的确定过程,分析三维随机海浪的方向谱和三维随机海浪的数学描述,在MATLAB环境下设计了随机海面波峰的数值模拟程序,并给出深水波峰的三维空间模型及其在不同方向传播参数和不同方向函数下统计结果及分析。
(全文见《青岛海洋大学学报(自然科学英文版)》2003,VOL.2,NO.1)
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