热带印度洋海温与海表面高度相关关系分析

发布时间：2019-11-25 09:25

【摘要】：为了研究热带印度洋偶极子(IOD)与海平面异常之间的相关性,采用经验正交函数分析方法(EOF)及Hilbert-Huang变换等统计方法,分析热带印度洋的海表面温度(SST)与海平面高度异常(SLA)的相关关系。通过对热带印度洋偶极子指数(DMI)与南方涛动指数(SOI)和SLA的相关性分析,得出IOD与El Ni泺o-Southern Oscillation(ENSO)之间可能存在一定相关关系,此外,IOD与海平面变化有很好的相关性。通过对IOD爆发年的DMI以及海平面变化的分析,证实IOD具有季节锁相的重要特征,并探讨了该季节变化与海平面变化的相关关系。结果表明,IOD事件与海平面的变化这两者之间存在很强的一致性。
【图文】：

波谱,模态,热带印度洋,EOF分解

第1期谢骏成，等热带印度洋海温与海表面高度相关关系分析对SST和SLA前5个模态的时间系数做相关分析。对照相关系数显著性检验表，相关系数基本都通过了95%的显著性检验。如表1所示，，SLA第一模态和SST第二模态的时间系数相关性最大，而且当SLA滞后SST2个月时，两者的相关系数达到0.58。图1热带印度洋SSTA的EOF分解第二模态及其时间序列经HHT后IMF-2的波谱Fig．1EOF-2ofSSTAoftropicalIndianOceanandspectrumofIMF-2ofitstimeseriesafterHHT图2热带印度洋SLA的EOF分解第一模态及其时间序列经HHT后IMF-2的波谱Fig．2EOF-1ofSLAoftropicalIndianOceanandspectrumofIMF-2ofitstimeseriesafterHHT表1印度洋SSTA与SLA经EOF分解后前5个模态的相关系数Table1CorrelationcoefficientsbetweenfirstfivemodesofSSTAandSLAofIndianOceanafterEOFdecomposition模态相关系数SSTA第一模态SSTA第二模态SSTA第三模态SSTA第四模态SSTA第五模态SLA第一模态－0.280.50－0.08－0.12－0.21SLA第二模态－0.03－0.190.37－0.040.22SLA第三模态－0.210.440.010.02－0.06SLA第四模态－0.430.160.24－0.080.42SLA第五模态－0.21－0.43－0.18－0.47－0.16综上所述，SLA和SSTA偶极型在空间上都为东西反相分布，时间序列之间的相关性较好，且具有2个月的滞后相关，这与王璐华等［14］的研究成果一致。4IOD年际变化与SLA变化、ENSO事件的相关性根据Saji等［1］定义的偶极子指数，选取赤道西印度洋(10°S～10°N，50°E～70°E)和赤道东印度洋(10°S～0°，90°E～110°E)区域的海表温度距平资料，计算DMI。图3分别给出了1993—2012年DMI、SLA指数和SOI的标准化数值。在数据处理过程中，已对这3组数据进行了5个月的滑动平均去除年信号。41

波谱,波谱,指数,残值

，而1996年、1998年、2005年、2010年是IOD负值年，这与Saji等［1，13］以及肖莺等［15］叙述的一致。IOD和ENSO存在一定的反相关，但在1997年，IOD与ENSO同时发生;而在1994年，IOD发生，但ENSO未发生。1993—2012年的SLA指数与DMI之间的相关性较好。从图3可以看出两者之间的趋势大致相同。在IOD爆发年，DMI与SLA指数有极好的相关性，相关系数达到0.95，由此可以推断出SLA的变化可能对IOD有很好的响应和反溃对DMI进行HHT，得到8个本征模态函数(IMF)以及1个残值(Ｒesidual)。IMF-3的振幅及对应的Hilbert波谱如图4所示，IOD存在1个2.8a的年际振荡周期，为准2a振荡(QBO)。从相关分析结果可知，IMF-3与SOI的相关关系最好。1997年，IMF-3的振幅明显增大，这与前面提到的ENSO与IOD同时发生的年份大致吻合，表明IOD可能存在着固有的受ENSO影响的QBO，这与张国胜等［16］得出的结果一致。受篇幅限制，其余的IMF函数与振幅图在本文未给出，其中IMF-1主要为0.8a的振荡信号，在1997年有一次大的振荡，1997年为IOD爆发年;IMF-2主要为1.2a的振荡信号。IMF-4表现为长周期的振荡(3～8a)，2005年之后振荡信号明显加强，在7a的振荡中只有强ENSO事件才能影响到IOD的发展;IMF-5、IMF-6为1～12a的振荡周期，振幅比较均匀;最后的残值显示了DMI的变化趋势，表明IOD的年际变化是在增强的，呈上升趋势，并且残值与SOI的相关性良好，表明ENSO事件在影响IOD的发展。图4对DMI进行EMD分解后的IMF-3与SOI指数及DMI经HHT后的IMF-3波谱Fig．4IMF-3andSOIofDMIafterEMDandspectrumofIMF-3ofDMIafterHHT5IOD季节锁相及其与SLA的相关关系在IOD正值年DMI与SLA指数相关性良好，相关系数是0.79，在DMI达到最大值的前一个月，SLA达到最大;而在IOD负值年，两者的相关系数?

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