Principal components and spatial patterns of rain over Northern Italy, in relation to wind and geopotential fields |
| |
Authors: | S Alessio D Anfossi A Longhetto and B K Wang |
| |
Institution: | (1) Istituto di Cosmo-Geofisica del CNR, Torino;(2) Istituto di Fisica Generale dell’Università, Torino;(3) International Centre of Theoretical Physics, Trieste;(4) Present address: University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui, China |
| |
Abstract: | Summary A statistical study of precipitation over the Po Valley and the Alps during four winters, based on the application of a principal
component (p.c.) method, exhibited a good correlation between the first three rotated eigenvectors of the cross-product matrix
(between time series of data recorded at 70 stations) and three typical atmospheric circulation schemes over Northern Italy.
The study is here continued, by relating these results to meteorological fields evaluated over a region wider than the area
previously considered. Our attention mainly concentrated on the fields of time trend of geopotential height at 850 hPa over
Europe, between latitude 34.5 and 51 degrees North and longitudes 0 and 21 degrees East. This was suggested by some peculiar
relationships shown by the statistical distributions of geopotential height and wind direction and speed with respect to the
first three p.c.’s. These relationships made us think of the possibility to use those trends as predictors of precipitation
fields. Our analysis puts into evidence that three spatial patterns of geopotential, height time trend can be safely associated
to the first three p.c.’s and, as a consequence, to the three precipitation modes corresponding to the spatial distributions
of the eigenvectors, previously identified by us. They can therefore be considered meaningful precursors of precipitation
field patterns over Northern Italy and Alpine regions.
Riassunto Uno studio statistico della precipitazione sulla pianura padana e sulle Alpi durante quattro inverni, basato sull’applicazione
del metodo delle componenti principali (c.p.), ha mostrato una buona correlazione fra i primi tre autovettori rotati della
matrice dei prodotti incrociati (fra le serie temporali dei dati registrati in 70 stazioni) e tre tipici schemi di circolazione
atmosferica sull’Italia del Nord. Lo studio viene qui prosequito, mettendo in relazione tali risultati con campi meteorologici
valutati su una zona piú ampia di quella precedentemente considerata. La nostra attenzione si è prevalentemente concentrata
sui campi di tendenza temporale dell’altezza di geopotenziale a 850 hPa sull’Europa, a latitudini comprese tra 34.5 e 51 gradi
Nord e longitudini fra 0 e 21 gradi Est. Ciò è stato suggerito da alcune relazioni peculiari mostrate dalle distribuzioni
statistiche di altezza di geopotenziale e di direzione ed intensità del vento rispetto alle prime tre c.p., che ci hanno fatto
pensare alla possibilità di usare tali tendenze come predittori del campo di precipitazione. La nostra analisi ha messo in
evidenza il fatto che tre distribuzioni spaziali di tendenza temporale del campo di altezza di geopotenziale possono essere
con sicurezza associate alle prime tre c.p. e., quindi, ai tre modi di precipitazione corrispondenti alle distribuzioni spaziali
degli autovettori precedentemente da noi identificati. Essi possono pertanto essere considerati significativi precursori del
campo di precipitazione sull’Italia del Nord e sulle regioni alpine.
Резюме Статистическое исследование выпадения осадков над долиной реки По и Альпами в течение четырех зим, основанное на применении
метода главных компонент, обнаруживает хорошую корреляцию между первыми тремя вращающимися собственными векторами матрицы
векторного произведения (между временными последовательностями данных, зарегистрированных на 70 станциях) и тремя схемами
типичной атмосферной циркуляции над Северной Италией. В этой работе продолжены исследования. Полученные результаты связывайотся
с метеорологическими полями, вычисленными над областью, которая шире ранее рассмотренной области. Главное внимание мы обращаем
на поля временного хода для геопотенциальной высоты при 850гПа над Европой, между 34.5щ и 51щ северной широты и между 0щ и 21щ восточной долготы. Это следует из специальных соотношений, полученных с помощью статистических распределений геопотенциальной
высоты и направления и скорости ветра относительно первых трех главных компонент. Эти соотношения позволяют нам использовать
исследованные тенденции, как предсказатели полей вьшадения осадков. Нам анализ подтверждает, что три пространственным распределения
временного хода для геопотенциальной высоты могут быть связаны с первыми тремя главными компонентами и, как следствие, с тремя
моделями выцадения осадков, которые соответствуют пространственным распределениям собственных векторов, ранее идентифицированных
в работе Ш]. Следовательно, они могут рассматриватяся как предвестники для распределений полей осадков над Северной Италией
и над Альпами.
|
| |
Keywords: | Climatology |
本文献已被 SpringerLink 等数据库收录! |
|