不同滤波方法对揭示全球海洋条带结构的比较

海洋条带结构是近年物理海洋学研究的一个新热点. 在海洋中, 条带结构往往被大尺度环流过程所掩盖. 把这种隐蔽的海水运动现象显现出来的办法是对时间平均的速度场进行空间滤波. 利用全球简单海洋资料同化分析系统资料和中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室的气候系统海洋模式模拟数据对三种一维滤波方法进行了比较, 分别是常用的高斯和汉宁滤波方法, 以及本文引入的切比雪夫滤波方法. 结果表明, 尽管三种方法均可获得条带结构, 但以切比雪夫方法为最佳; 另外, 设计高通滤波器时需设定截断频率, 而它的选定取决于对具体数据的频谱分析, 当选取的归一化的截断频率值在0.1和0.4之间时, 可以有效地揭示出条带结构在全球海域内的分布. 因此本文的研究方法为海洋条带结构的深入研究提供了一个有力工具.     

南海夏季风与登陆我国大陆初旋的关系

利用1948---2009年南海夏季风指数、NCEP/NCAR月平均再分析位势高度场、风场资料, 首次分析了南海夏季风与每年登陆中国大陆的首个热带气旋(初旋)的关系. 结果表明: 初旋的登陆日、登陆纬度、生成纬度与当年登陆中国大陆热带气旋的频数、活动期、强度等相关性较好; 强(弱)南海夏季风指数年份, 登陆大陆热带气旋数偏多(少)、初旋登陆日偏迟(早)、初旋登陆点偏南(北). 从流场上看, 强(弱)南海夏季风指数年份, 对应的季风槽偏强(弱), 其异常风场和初旋路径也截然不同. 从年际变化上看, 南海夏季风指数明显呈减弱趋势, 而初旋登陆点则有一定北移.     

登陆我国大陆热带气旋的纬度分布特征

登陆点位置是热带气旋研究的重要课题.为消除因资料单一产生的误差, 本文采用1951-2010年中国、美国、日本三套热带气旋最佳路径资料, 分析了登陆我国大陆热带气旋频数的年际变化规律, 并研究了登陆纬度的分布和变化特征. 本文以总结三套资料一致反映的现象为主, 得到以下一些有意义的结果: 从总体上看, 中国资料集内的登陆频数比其他两套资料平均每年约多1个. 1970年后三套资料的登陆频数基本保持不变, 登陆纬度有较一致的北移, 而1970年前两者在三套资料内的变化不太一致. 从单位纬度登陆频数上看, 登陆数绝大部分集中在北纬30° 以下, 且总体上随纬度增加而减少, 其中北纬21°-23° 登陆数偏多, 北纬20°-21° 和北纬23°-24° 登陆数偏少.     

黑潮及其延伸区海表温度变化特征与大气环流相关性的初步分析

为了研究黑潮海表温度的时间变化特征, 以预测黑潮海表温度变化趋势, 本文利用哈德莱中心1941-2009年海表温度 资料定义了一个黑潮温度指数KI, 来表征吐噶喇海峡以东黑潮及其延伸区的海温变化. 由小波分析得到, KI具有准3、 7年的年际振荡特征和准20年的年代际变化特征, 此外KI还具有明显的季节锁相特征. KI与太平洋年代际振荡(PDO)及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)有很好的滞后相关性. 通过美国国家环境预报中心/大气研究中心再分析资料合成分析发现KI为正异常时, 赤道东太平洋海温异常变暖(即厄尔尼诺发生), 哈德莱环流加强, 使得西风动量的输 送增强, 造成阿留申低压加深(PDO为暖相), 进而冷却黑潮延伸区的海表温度并使黑潮延伸区向东延伸, 这一"ENSO-PDO-黑潮海温变化"的过程具有滞后性, 从而使得ENSO指数、PDO指数可以作为黑潮温度变化的前兆因子, 对于预测黑潮海温变化及周边气候均具有一定的意义.