热带印度洋海表面温度及其与海面净热通量耦合的优势模态的气候演变特征

发布时间：2021-04-20 21:38

本文利用SODA的海温资料和欧洲中期天气预报中心的海面净热通量资料，分析了热带印度洋海表面温度空间结构的变化，并在对比1976/1977年变化前后海表面温度异常（SSTA）及其与海面净热通量耦合的特征空间结构的变化基础上，在EOF分解和SVD方法上加以拓展，用滑动的方式分别对海温及其与海面净热通量耦合的优势模态的时空演变特征进行了研究，验证了模态的空间结构和两个场之间的耦合关系都可能随时间发生明显变化的想法，并对显著变化的时间和地点都进行了判定。主要结论如下：热带印度洋SSTA整体呈现出升温趋势，由原本全海盆几乎一致的负异常演变为较显著的正异常，各海域海温的变化趋势在演变中表现出一定的周期性；赤道西印度洋易于发生突变的频次最高。热带印度洋SSTA主模态空间型既有明显的连续演变特征，也存在显著变化，并非总是呈全区符号一致型的分布，变化幅度最大的地方出现在20°S以南的印度洋；印度洋偶极子空间型经历了由从南北向的偶极子向东西向的转变，并非总是呈东西向的分布，海气耦合作用较强的东南印度洋和赤道西印度洋的变化幅度最大。滑动EOF方法可以有效检测出热带印度洋SSTA的显著的变化，包括空间结构的变化：主模态存在3次明显的变化，时间分别出现在1974年、1976年和1998年，其中1976年的信号最强，显著变化的地点主要位于热带印度洋暖池地区，第1次出现在20°S以南的印度洋中东部地区，第3次则在苏门答腊-爪哇沿岸和赤道西印度洋较为明显；偶极子模态存在4次明显的准年代际变化，时间分别出现在1976、1987、1994和2005年，1976年还与主模态交叠，，前2次显著变化区域出现在西印度洋和东南印度洋，后2次则分别出现在澳大利亚西部和苏门答腊-爪哇沿岸海域。滑动EOF分解前两模态可以较好的拟合出演变过程中热带印度洋SSTA空间结构的明显变化；两模态的方差贡献率有一种互补的趋势；在1976/1977年附近两模态的方差贡献率最为接近，累积方差贡献率也最小。热带印度洋SSTA和海面净热通量异常滑动SVD第一耦合模态中，海面净热通量可以较好的解释大部分时段内海温场本身的海盆一致型变化，受其影响变温幅度较大的地方位于苏门答腊-爪哇沿岸和20°S以南的海域；第二耦合模态中海温场在大部分的时段里呈偶极型，局地变化较为剧烈，也可以较好地解释大部分时段内其本身偶极型异常的分布。两模态的关系都在1976/1977年附近有转折性的变化，前两个模态解释各原始场的方差百分率和两场各模态之间的方差百分率呈现互补的趋势。 SSTA和海面净热通量异常滑动SVD方法则可以检测出耦合空间型的显著变化：第一模态中，海温和海面净热通量场的空间分布都在1971年的显著影响下发生了唯一1次明显的准年代际变化，但是显著变化的地点不同；耦合模态发生显著变化的时间也可能不同，第二模态的两场除了都在1988年和1994年的影响下发生显著变化外，海温场还受到了1964年和1997年的强影响，海面净热通量场则还有1次显著性变化，主要是受1971年的影响。热带印度洋SSTA时间变化率场与海面净热通量异常场滑动SVD结果表明，其第一模态和第二模态分别主要表现为全区一致型和偶极子型，模态相关系数也高，解释的协方差平方百分率和SSTA时间变化率场方差百分率在两模态之间均存在明显的互补趋势，并在1976/1977年附近和1990s初发生了明显的年代际变化。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P732;P731.11

文章目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 引言

1.2 热带印度洋海表面温度变化的研究

1.2.1 热带印度洋海表面温度的季节变化

1.2.2 热带印度洋海表面温度的年际变化

1.2.3 热带印度洋海表面温度的气候演变

1.3 气候统计诊断的各种常用变量场分解方法

1.4 本文研究内容

2 资料与方法

2.1 资料

2.2 方法

2.2.1 滑动EOF 分解

2.2.2 滑动SVD

2.2.3 MK 检验

2.2.4 Cramer 检验

2.2.5 小波分析

3 热带印度洋海表面温度空间结构的变化

3.1 热带印度洋海表面温度的一些统计特征量的空间分布

3.2 1976/1977 年前后热带印度洋海表面温度空间结构的变化

3.3 热带印度洋海表面温度空间结构的气候演变特征

3.4 本章小结

4 热带印度洋海表面温度优势模态的气候演变特征

4.1 热带印度洋海表面温度主模态的气候演变特征

4.1.1 主模态的时空演变特征

4.1.2 主模态显著变化的判定

4.1.3 现象的初步分析

4.2 热带印度洋海表面温度偶极子模态的气候演变特征

4.2.1 偶极子模态的时空演变特征

4.2.2 偶极子模态显著变化的判定

4.2.3 现象的初步分析

4.3 前两模态拟合情况的演变

4.4 本章小结

5 热带印度洋海表面温度与海面净热通量耦合的优势模态的气候演变特征

5.1 热带印度洋海表面温度与海面净热通量第一耦合模态的气候演变特征

5.1.1 第一耦合模态的时空演变特征

5.1.2 第一耦合模态显著变化的判定

5.2 热带印度洋海表面温度与海面净热通量第二耦合模态的气候演变特征

5.2.1 第二耦合模态的时空演变特征

5.2.2 第二耦合模态显著变化的判定

5.3 前两模态耦合关系的演变

5.4 一些问题的讨论

5.5 本章小结

6 结论与讨论

6.1 全篇总结

6.2 特色与创新

6.3 不足与展望

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文

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