热带太平洋要素场与ENSO的非线性相关特征分析

doi:10.11978/j.issn.1009-5470.2014.02.004

热带海洋学报 ›› 2014, Vol. 33 ›› Issue (2): 28-36.doi: 10.11978/j.issn.1009-5470.2014.02.004cstr: 32234.14.j.issn.1009-5470.2014.02.004

热带太平洋要素场与ENSO的非线性相关特征分析

洪梅¹, 张韧¹, 余丹丹², 董兆俊², 李璨¹

1. 解放军理工大学气象学院, 江苏南京 211101; 2. 中国人民解放军61741部队, 北京 100081

收稿日期:2012-11-16 修回日期:2013-05-19 出版日期:2014-04-02 发布日期:2014-04-02
作者简介:洪梅(1982~), 女, 江苏省武进市人, 讲师, 博士, 长期从事海气相互作用、水资源风险分析和评估方面的研究。E-mail: flowerrainhm@126.com

Diagnostic analysis of nonlinear correlation characters between the variables in the tropical Pacific Ocean and ENSO

HONG Mei¹, ZHANG Ren¹, YU Dan-dan², DONG Zhao-jun², LI Can¹

1. Institute of Meteorology, PLA University of Science and Technology, Nanjing 211101, China; 2. 6174161936 Troops Troops 61741 Troopsof the People’s Liberation Army, Beijing 100081, Beijing 100081China

Received:2012-11-16 Revised:2013-05-19 Online:2014-04-02 Published:2014-04-02
Contact: 国家自然科学基金项目(41375002、41005025/D0505、41306010); 江苏省自然科学基金面上项目(BK2011123)

摘要/Abstract

摘要： 为进一步揭示热带太平洋海气系统要素场之间的非线性相关特征, 基于Hadley提供的海温场资料和美国国家环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)提供的海面风场和海面气压场资料, 采用经验正交(EOF)分解和非线性典型相关分析法(NLCCA), 分析了海温、海面风场和海面气压场三要素场之间的非线性相关性。结果表明, 西太平洋暖池的异常暖状态和热带太平洋的西风异常与ENSO的非线性之间存在着密切关联。进一步引入奇异值分解方法(SVD), 将其与NLCCA方法相结合, 分析了热带太平洋海温场与海面风场、海面气压场耦合变化的关键影响区及其异性相关的分布特征。分析表明, 热带太平洋西风异常和西太副高与ENSO循环之间存在较好的相关性。具体表现在: 海温在中东太平洋地区出现异常增暖时, 有助于加强东南亚地区的对流发展, 促使东南亚地区季风的提前爆发; 而东北太平洋副热带高压强度变化对北太平洋中部Nam ias海区海温距平的东西向振荡具有重要作用。研究为ENSO循环的非线性特性提供了有力的证明, 也为ENSO的预测研究奠定了相关基础。

关键词: 热带太平洋, 海气系统, 非线性典型相关, ENSO

Abstract: The goal of this study is to further explore the nonlinear correlation characteristics between variables in the tropical Pacific ocean-atmosphere system. The data used include the sea surface temperature (SST) data provided by the Hadley Center, and the sea surface wind field and sea level pressure data provided by the U.S. National Center for Environmental Prediction (NCEP) and the National Center for Atmospheric Research (NCAR). The empirical orthogonal function (EOF) analysis and the nonlinear canonical correlative analysis (NLCCA) are used to analyze nonlinear correlations among SST, sea surface wind and sea level pressure. The results show that the Pacific warm pool in the abnormal warming state and the westerly wind anomalies in the tropical western Pacific are two foreboding conditions of ENSO events. Using the singular value decomposition (SVD) method, combined with the NLCCA method, the area affected by coupling and the distribution characteristics of the anisotropic relationship of SST, sea surface wind and sea level pressure in the tropical Pacific Ocean are also analyzed. The results show good correlations exist among the tropical Pacific westerly anomaly, the western Pacific subtropical high and ENSO cycle.

Key words: tropical Pacific Ocean, ocean-atmosphere system, nonlinear canonical correlative analysis method, ENSO

中图分类号:

P732

洪梅, 张韧, 余丹丹, 董兆俊, 李璨. 热带太平洋要素场与ENSO的非线性相关特征分析[J]. 热带海洋学报, 2014, 33(2): 28-36.

HONG Mei, ZHANG Ren, YU Dan-dan, DONG Zhao-jun, LI Can. Diagnostic analysis of nonlinear correlation characters between the variables in the tropical Pacific Ocean and ENSO[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2014, 33(2): 28-36.

参考文献

[1].巢纪平. 1993. ENSO 动力学[M]. 北京: 中国气象出版社: 2-3.
[2].陈烈庭, 吴仁广. 1991. 北方涛动同北半球温带大气环流的遥相关(一): 基本结构[J]. 大气科学, 15(4): 26-34.
[3].郭品文. 2008. 热带夏季风对ENSO的非线性响应[J]. 南京气象学院学报, 6: 774-781.
[4].洪梅, 张韧, 万齐林, 等. 2010. EOF分解与GA优化的热带太平洋海温场动力预报模型反演[J]. 气象学报, 68(5): 103-112.
[5].金祖辉, 陈烈庭. 1992. 北方涛动和南方涛动与太平洋海温关系的对比分析[J]. 海洋学报, 14(4): 19-27.
[6].康霖. 2011.北太平洋低纬度西边界流的时空分布特征及其与ENSO循环的联系[D]. 北京: 中国科学院研究生院: 71-120.
[7].李崇银. 2002. 关于ENSO 本质的进一步研究[J]. 气候与环境研究, 7(2): 160-173.
[8].李崇银, 穆穆, 周广庆, 等. 2008. ENSO机理及其预测研究[J]. 大气科学, 4: 761-781.
[9].李汀. 2007. ENSO与北半球冬季环流的非线性关系[D]. 南京: 南京信息工程大学: 4-29
[10].李勇, 陆日宇, 何金海. 2006. 太平洋西部遥相关型与赤道中东太平洋海温的关联性和独立性[J].自然科学进展, 16(8): 1051-1055.
[11].彭加毅. 1999. ENSO对西太平洋副高的影响及与东亚季风的相互作用研究[D]. 南京: 南京气象学院: 5-6.
[12].谭言科, 张人禾, 何金海, 等. 2004. 热带印度洋海温的年际变化与ENSO[J]. 气象学报, 6: 832-840.
[13].张韧, 洪梅, 王辉赞, 等. 2008. 基于遗传算法优化的ENSO指数的动力预报模型反演[J]. 地球物理学报, 51(5): 1346-1353.
[14].郑建, 刘秦玉. 2010. 热带太平洋与热带大西洋海表温度主模态的相互作用[J]. 海洋与湖沼, 6: 800-806.
[15]. BJERKNES J. 1969. Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific[J]. Mon Wea Rev, 97: 163-172.
[16].CARLOS H R, UPMANU L. 2009. Statistical prediction of ENSO from subsurface sea temperature using a nonlinear dimensionality reduction[J]. Journal of Climate, 22: 4501-4519.
[17].DROSDOWSKY W. 2006. Statistical prediction of ENSO (Niño 3) using sub-surface temperature data[J]. Geophys Res Lett, 33, L03710. doi: 10.1029/2005GL024866.
[18].HEISH W W. 2000. Nonlinear canonical correlation analysis by neural network[J]. Neural Networks, 13: 1095-1105.
[19].HEISH W W. 2001. Nonlinear canonical correlation analysis of the tropical Pacific climate variability using a neural network approach[J]. J Clim, 14: 2528-2539.
[20].KESSLER W, KLEEMAN R. 2000. Rectification of the Madden-Julian oscillation into the ENSO cycle[J]. Journal of Climate, 13: 3560-3575.
[21].NAM IAS J. 1969. Seasonal interactions between the North Pacific Ocean and the atmosphere during the 1960’s[J]. Mon Wea Rev, 97(3): 173-192.
[22].SCHWING F B, MURPHREE T, GREEN P M. 2002. The Northern Oscillation Index (NOI): A new climate index for the northeast Pacific[J]. Progress in Oceanography, 53 (2/3/4): 115-139.
[23].SIOUKJE P, GEERT J. 2009. Significant atmospheric nonlinearities in the ENSO cycle[J]. Journal of Climate, 22: 4014-4028.
[24].WU A, HEISH W W. 2002. Nonlinear canonical correlation analysis of the tropical Pacific wind stress and sea surface temperature[J]. Clim Dyn, 19: 713-722.

热带太平洋要素场与ENSO的非线性相关特征分析

Diagnostic analysis of nonlinear correlation characters between the variables in the tropical Pacific Ocean and ENSO

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 13

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

[1]	全梦媛, 王慧, 李文善, 王爱梅, 骆敬新. 舟山海域夏季上升流的年际变化及其与ENSO的关系[J]. 热带海洋学报, 2024, 43(1): 48-55.
[2]	韩鼎妍, 李敏, 胡睿, 谢玲玲. 秋季登陆广东热带气旋特征变化及机制分析[J]. 热带海洋学报, 2024, 43(1): 64-78.
[3]	李承勇, 孟祥凤, 谢瑞煌. PDO对ENSO非对称性的年代际调整及其机制[J]. 热带海洋学报, 2023, 42(4): 36-46.
[4]	方祝骏, 智海, 林鹏飞, 魏翔. 利用热带太平洋关键区海表面盐度指标区分两类厄尔尼诺[J]. 热带海洋学报, 2019, 38(2): 32-42.
[5]	夏一凡, 杜岩, 王天宇, 谢强. 基于Argo轨迹资料反演热带太平洋中层流场条带状结构特征*[J]. 热带海洋学报, 2017, 36(4): 1-9.
[6]	吕梁宏, 郑小童. El Niño衰退年印度洋海盆模态对印度夏季季风降水的影响[J]. 热带海洋学报, 2017, 36(2): 1-11.
[7]	谭晶, 王彰贵, 黄荣辉, 陈幸荣, 蔡怡, 黄勇勇. 云南雨季降水异常的热带海温和大气环流异常分析[J]. 热带海洋学报, 2015, 34(2): 15-23.
[8]	伍艳玲,杜岩,黄卓,. 与ENSO有关的北印度洋SST年际变化*[J]. 热带海洋学报, 2012, 31(5): 116-123.
[9]	王宏娜,陈锦年,刘钦燕. ENSO 循环过程中次表层海洋信号的传播和变化 ^*[J]. 热带海洋学报, 2012, 31(2): 1-6.
[10]	杜娟,郑飞,朱江. 一个重构的 153 年热带太平洋次表层上卷海温资料[J]. 热带海洋学报, 2012, 31(1): 1-9.
[11]	吴晓芬,许建平,张启龙,刘增宏,. 热带西太平洋海域上层海洋热含量的 CSEOF 分析[J]. 热带海洋学报, 2011, 30(6): 37-46.
[12]	于毅 ,孟祥凤 ,张磊 ,赵杰臣 . ENSO 循环的非对称性及其机制初步探讨[J]. 热带海洋学报, 2011, 30(4): 31-37.
[13]	晏宏,孙立广,刘晓东,邱世灿. 近50年来南海西沙群岛海域气候异常的ENSO效应[J]. 热带海洋学报, 2010, 29(5): 29-35.