东亚低空异常季风风场时空特征分析

IOCAS-IR > 海洋环流与波动重点实验室

	东亚低空异常季风风场时空特征分析
其他题名	Study on Space-Time Characteristics of Anomalous Winds over East Asian Monsoon Region at Low Altitudes
	武贺
学位类型	博士
	2007-06-11
学位授予单位	中国科学院海洋研究所
学位授予地点	海洋研究所
关键词	东亚季风 Enso 矢量场经验正交函数（veof）奇异谱分析（ssa）
摘要	应用矢量经验正交函数（Vector EOF）方法和长序列网格点风距平资料对东亚季风区低空异常风场进行分析，以揭示东亚季风区矢量风场异常的主要模态及其年际、年代际振荡特征和成因。研究方法包括： 1)EOF方法是将一个空间观测场的时间序列资料分解成若干重要的正交的空间和时间模态，从而提取大气和海洋观测资料的主要时空变率特征（即模态）。目前，EOF模态也可直接由奇异值分解（SVD）方法计算获得，勿需再对观测资料矩阵进行协方差矩阵的计算。首先将风场资料集的分量矩阵和分量矩阵融合成为一个新矩阵，然后对该新矩阵应用SVD方法进行计算，获得分量和分量的主要的EOF空间模态及其统一的时间模态。最后，将分量和分量的各主要空间模态进行合并处理，形成矢量形式的彼此正交的EOF空间模态。由于是对矩阵进行EOF分解（而不是对和分别进行EOF分解），所获得的和的空间特征模态对应于相同的时间系数，从而可以合并成为一个具有现实意义的特征风场（即全风矢量场）。 2)将滤波技术（例如，Butterworth滤波器）和各种谱分析技术（包括功率谱、交叉谱和奇异谱SSA）应用于时间模态，探讨其年际、年代际振荡特征及与ENSO的联系。所使用资料为NCEP/NCAR提出的1950年1月至2004年12月850 hPa全球月平均风场网格点资料，资料分辨率为2.5°×2.5°。研究区为0～50N，100～150E。结果表明，东亚异常季风典型流场第一模态（VEOF-1）属于ENSO相关模态，其时间模态与Nino3指数之间具有较高的负相关关系，但以季风异常滞后ENSO进程6～8个月为最显著。这表明，东亚热带和副热带季风风场变异与ENSO之间联系紧密。提出了一个VEOF-1对ENSO响应的概念模型。前6个模态，其积累方差贡献率接近60％，基本可表达东亚季风区风场异常的典型类型。（1）东亚异常季风模态VEOF-1以年际尺度振荡最为显著（是年际尺度振荡的代表模态），并以2～4年周期为最显著；东亚异常季风模态VEOF-2至VEOF-4则主要表现为11年～20年尺度的年代际变化。（2）东亚异常季风VEOF-1时间模态与Nino3指数之间具有较高的负相关，并以VEOF-1落后Nino3距平变化6～8个月为最显著。对矢量风距平流场作VEOF展开，能揭示季风变异的空间结构特征和时间振荡规律，并具有直观的天气学意义。 VEOF-1属于ENSO相关模态，其时间模态与Nino3指数之间具有较高的负相关关系，但以季风异常的响应滞后ENSO事件6～8个月为最显著。也即在它们之间的遥相关关系中，赤道东太平洋SST持续地异常升高（降低），6～8个月后东亚异常季风VEOF-1模态明显减弱（加强）。
其他摘要	By using the method of vector empirical orthogonal function (VEOF) and winds data of long time series, anomalous monsoon wind over east Asian monsoon region are analyzed. Dominant modes are obtained for the research of annual and decadal oscillations. Some methods included: 1)The method of EOF is used for changing a spacing field to a series spacing and time modes of orthogonal, from which we can get characteristic of space and time about ocean and air. Now, we can get the EOF mode by using the method of SVD. 2)The methods of spectrum analysis and filtering, such as Butterworth filter, are used for seeking the interannual and decadal variation of east Asian monsoon, and its connection with ENSO. The data provided from NCEP/NCAR is about month mean winds field, which from Jan 1950 to Dec 2004. its precision is 2.5°×2.5°, and the area is chosen on 0～50N，100～150E. Some result can be concluded, the first mode of anomalous monsoon wind belongs to ENSO-connected mode. The time mode have high active relation with ENSO, and it lags ENSO course 6～8 months, when relation can get the notability. East Asian monsoon over tropic and semi-topic area have important connection with ENSO movement. We put forward a notational type between them. Cumulative covariance rate which from the first mode to the sixth mode get 60%, which can represent the dominant flow pattern basically over east Asian monsoon winds field. (1)The low frequency of anomalous monsoon wind over east Asian monsoon region have a period of 2～4 years, and the period of 11～20 years is induced from the modes of the second、fourth and the sixth. (2)The first mode of anomalous monsoon wind over east Asian monsoon region is an typical mode from summer to winter, the time series of which have a important connection with Nino3 index, and the best lag time between former and latter is 6～8 months. The method of VEOF can open out space-time variety of anomalous monsoon better, the significance of climate of which is intuitionistic and clear. The first mode of anomalous monsoon wind belongs to ENSO-connected mode, the time mode of which has high relation with ENSO. It lags ENSO course 6～8 months, when relation can get the notability. it can be explained like this: the couple frequency is induced from them, and the continuous increasing (decreasing) of sea surface temperature about east Pacific over equator can weaken (strengthen) the first mode. It is worthy of further research over the connection between the east Asian monsoon and ENSO.
页数	59
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/349
专题	海洋环流与波动重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	武贺. 东亚低空异常季风风场时空特征分析[D]. 海洋研究所. 中国科学院海洋研究所,2007.

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