北大西洋涛动(NAO)指数的比较及其年代际变率
北大西洋涛动位相转换的数值研究
摘
要
借助一个非线 性准地转 正压模 型， 拟了基本 西风 气流的强弱 、不 同空间分布的天气尺度 扰动涡对北大 模
西洋涛动 （ ＮＡＯ）位相转换 的作用 ，以及大尺度双波地形 对其 的影 响。通过一系列 的对 比试验发现 ， 当弱 的基 适 本西风气流有利于下游系统西退使 ＮＡ 由正 （ Ｏ 负）位相转换为负 （ 正）位 相 ； 振幅强 、 活动范 围大 的天气尺 度扰 动波是 ＮＡ０由负位相转换 为正位相 的有利条件 ， 加强 并向北移 的天气 尺度扰动波是 ＮＡ 由正 位相转换 为负 而 Ｏ 位相的有利条件 ； 叠加上大尺度双波地形后 ， ＮＡＯ 由正 （ ） 负 位相转换为负 （ 正）位相的个例数减少 。
第３卷 第 ２ ６ 期
２ １ 年 ３月 ０２
大
气
科
学
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ２ １３ ．
Ｍａ． ２ １ ｒ ０２
Ｃｈｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｆＡｔ ｓ ｈ ｒｃ ｃｅ ｃｓ ｉｅｅ Ｊ ｕｎ ｌｏ ｍｏ ｐ ｅｉ ｉｎ ｅ Ｓ
李忠燕 ， 罗德海．２ １．北大西洋涛动位相转换 的数值研究 ［］ 大气科学 ， ６ ２ ： ７ — ８ ， ｏ：０ ３７ ／ ｉ ｎ １０ — ８ ５ ２ １ ． １ ５ ． ０２ Ｊ． ３ （ ） ３ ４ ３ ４ ｄ ｉ ． ８ ８ｉ ｓ ． ０ ６ ９ ９ ． ０ １ １ ０ ５ １ ．ｓ Ｌ ｈｎ ｙｎ Ｌ ｏ ｅ ａ ０ ２ ｕ ｅｉ ｌｔｄ ｅ ｈ ｓ ａ ｓ ｉ ｅ ｏｔ ｔ ｎｉＯ ｃ ｌ ｉ ｉ ｏ ｇ ａ ， ｕ ｈ ｉ １．Ａｎ ｍ ｒａ ｓ ｙ ｆｈ ａｅ ｒｎｉｏ ｏ ｔ ｒ Ａ ｌ ｔ ｓ ｌ ｔ ｎ口］ ｈ ｅｅ ｏ ｒａ ｏ Ａ ｍ ｓｈ ｒ Ｚ Ｄ ．２ ｃ ｕ ｏ ｔ ｐ ｔ ｔ ｎ ｆｈ Ｎ ｈ ａ ｃ ｉａ ｏ ．Ｃ ｉ ｓ Ｊ ｕ ｌ ｆ ｔ ｏ ｐ ｅ— ｎ ｎ
全球大气涛动与气候变化-GongDaoyiBiography
龚道溢，王绍武. 大气环流因子对北半球气温变化影响的研究.地理研究，1999, 18(1):31-38大气环流因子对北半球气温变化影响的研究*龚道溢王绍武（北京大学地球物理系100871）摘要大气涛动很好地表现了近地面大尺度大气环流的基本特征，对广大区域气候要素有重要影响。
首先分析了北大西洋涛动(NAO)、北太平洋涛动(NPO)和南方涛动(SO)对北半球气温影响的空间分布特征。
冬季大气涛动对温度方差贡献主要是在低纬和中高纬大陆地区及北太平洋部分区域，40 N以北大部分陆地总的贡献率达30％以上，热带3/4地区也在30％以上。
近百年气温和大气涛动关系表明，三个涛动对北半球冬季、夏季和年平均气温的变化贡献分别达31.8％、2.6%和12.8％，也是以冬季影响最大。
用大气涛动可以解释近20多年来气温上升的很大一部分方差，这说明可能在原有气温上升的趋势上，由于叠加了近期大气涛动引起的气温变化，所以才形成了70年代末以来的加速变暖现象。
关键词大气环流气温北半球1前言最近一个世纪以来，全球气候有增暖的趋势，尤其是70年代末期到现在，全球变暖有加速增强的迹象[1]。
全球变暖一个很显著的特点是区域的不一致性，有些地方温度上升，而有些地方则下降。
这种变化表现出一定的内在结构，而这种结构与大气环流的变化是密切相关的，因此要更好地理解全球变暖现象，必须要了解大气环流与气候变化的关系，尤其是近地面大气环流因为对区域气候要素的变化有直接和重要的影响，所以更受重视。
基于海平面气压分析而定义的大气涛动，可以很好地反映近地面大尺度大气环流的本质特征，是表征对流层下部大气环流的基本指标之一。
许多研究指出大气涛动对全球气候变化有着重要作用：Hurrell和van Loon[2]，Hurrel[3]等指出最近北大西洋海表温度(SST)的变冷及欧亚大陆的变暖，几乎全可由北大西洋涛动的变化解释，而北半球中高纬地区年平均气温的年际变率的近三分之一也可由北大西洋涛动的变化得到解释；Yulaeva和Wallace[4]发现全球低纬和中高纬对流层温度都与ENSO(El Nino/Southern Oscillation)有很好的对应关系，只是气温响应时间比ENSO约落后3个月，而且低纬响应幅度大，中高纬响应幅度小。
近千年的大气涛动
1 20用 葡 萄 牙 的 Lisbon 与 冰 岛 Stykkishomur/Reykjavik 的标准化海平面气压差表征 NAO[5].
2.4 ENSO 变率
Fowler 和 Boswuk[21]研究了近 500 年 ENSO 的变 率. 发生 El Niño 时, 新西兰树轮宽, 发生 La Niña 时 树轮窄. 所以, 树轮可以很好地反映 ENSO 的变率. 近百年根据树轮建立的 31 a 年标准差序列与 SOI 序 列的标准差变化趋势十分一致, 20 世纪中前期有一个 变率谷值, 20 世纪初及后期变率最高. Wang 等人[8]曾 重建了近 500 年 ENSO 序列. 根据这个序列所做的 31 a 标准差与 Fowler 和 Boswnk 的结果相似. 两者之间的
1.3 四大涛动的相对独立性
图 2 给出了四大涛动所分别能解释的海平面气 压方差[13]. 可以看出, 每个涛动影响的地理范围基 本不重合. 这与 20 世纪 30 年代 Walker 最早提出涛 动定义时的概念是一致的. Walker“世界天气”研究的 目的就是要找到控制一个地区气候的环流机制, 而 且很明确地指出, NAO 与 NPO 基本上是彼此独立的.
2 近千年的大气涛动
2.1 资料
近来有不少大气涛动的重建序列发表, 有的长 度达到千年. 这里仅采用 4 个达到千年的序列.
图 1 1900~2000 年经标准化的涛动指数的年距平序列
实曲线为 11 点滤波曲线
表 1 1900~2000 年大气涛动年距平之间的交叉相关系数 a)
王聪生：推荐阅读《气候变化2007综合报告》附件
北大西洋涛动的特征及其对东亚地区气候的影响
Advances in Marine Sciences 海洋科学前沿, 2021, 8(1), 1-10Published Online March 2021 in Hans. /journal/amshttps:///10.12677/ams.2021.81001北大西洋涛动的特征及其对东亚地区气候的影响汪迁迁1,21成都信息工程大学大气科学学院，四川成都2象辑知源(武汉)科技有限公司，湖北武汉收稿日期：2020年6月25日；录用日期：2021年1月10日；发布日期：2021年3月10日摘要本文利用NCEP/NCAR近70年(1948~2020年)的海平面气压、气温、位势高度等再分析资料和GPCP近50年(1979~2020年)全球月平均降水资料，讨论了北大西洋涛动及其正负相位转换过程的基本特征，研究表明：NAO全年均存在但在冬季最强，且NAO正负相位的转换对东亚大气环流形式有着显著影响。
采用相关分析和合成分析方法，对冬夏两季的NAO与东亚地区的环流形势、冬季气温和夏季降水进行研究，发现北大西洋涛动与东亚地区的气候有着明显的相关性，且因季节不同，对冬夏两季东亚地区的气候影响也不同。
当北大西洋涛动表现较强时，东亚冬季风偏弱，夏季风偏强，东亚地区冬季气温整体偏高，夏季东亚北部地区降水偏多，南部及西南部降水偏少；反之，当北大西洋涛动较弱时，东亚冬季风偏强，夏季风偏弱，东亚冬季气温偏低，夏季东亚北部地区降水偏少，南部偏多。
关键词北大西洋涛动，相位转换，NAO指数，东亚地区气候Characteristics of the North AtlanticOscillation and Its Impact onEast AsiaQianqian Wang1,21School of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Chengdu Sichuan2Xiangji Zhiyuan (Wuhan) Technology Co., Ltd., Wuhan HubeiReceived: Jun. 25th, 2020; accepted: Jan. 10th, 2021; published: Mar. 10th, 2021汪迁迁Abstract In order to further study the characteristics of the North Atlantic Oscillation (NAO) and its influ-ence on East Asia, this paper discusses the basic features of the North Atlantic Oscillation and its positive and negative phases conversion process by using the monthly average reanalysis data of sea level pressure, temperature and potential height of NCEP/NCAR in the past 70 years (1948~2020) and the global monthly average precipitation data of GPCP in the past 50 years (1979~2020). Re-search shows that NAO exists all year round but performs best in winter, and the phase conversion of NAO has significant effects on the atmospheric circulation in East Asia. After that, we used cor-relation analysis and synthetic analysis methods to study the relationship between NAO and the circulation situation in East Asia, winter temperature and summer precipitation in the different seasons. The results show that there is a significant correlation between the North Atlantic Oscil-lation and the climate of East Asia, and its influence performed quite differently in winter and summer. When the North Atlantic Oscillation is strong, the East Asian winter monsoon is weak and the summer monsoon is strong. The overall winter temperature in East Asia is relatively high. In summer, there is more precipitation in the northern part of East Asia and less precipitation in the south and southwest; conversely, when the North Atlantic Oscillation is weak, the East Asian win-ter monsoon is strong, the summer monsoon is weak, the East Asian winter temperature is rela-tively low, and in summer the northern part of East Asia has less precipitation and the southern part is more. KeywordsNorth Atlantic Oscillation, Phase Conversion, NAO Index, Climate in East AsiaCopyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言近年来，越来越多的人们开始关注NAO 对各个国家及地区气候要素的影响，特别是2000年以后，北大西洋洋面和其东部邻近地区的温度上升趋势逐渐加强。
北大西洋涛动指数的比较及其变率
大尺度大气环流变化对北半球冬季温度的影响龚道溢（北京大学地球物理系北京100871）摘要行星尺度的大气环流的变化对北半球冬季温度有很重要的影响，NAO和NPO都是行星尺度大气环流在区域的特殊表现形式。
当处于高指数时期时，则温度偏高，当处于低指数时期时，则温度偏低。
西风强度及NAO 和NPO能解释近50年来北半球冬季温度变化方差的27.2%。
关键词大气环流北半球温度1 前言全球气候变化及其区域特征与大气环流的作用有密切的关系。
近来人们认识到，要更好地理解气候变率及其区域特点，必须要首先了解大气环流变化的特征及其对全球气候的影响。
北大西洋涛动(NAO)和北太平洋涛动(NPO)，是北半球中高纬地区最为突出的大尺度大气环流因子，所以受到高度关注。
Hurrell和van Loon[1]及Hurrell[2]认为最近北大西洋海表温度的变冷及亚欧大陆的变暖很大一部分可由NAO的变化得到解释。
但是，NPO和NAO都是一个区域性的大气现象，如NAO对北大西洋及邻近的大陆地区气候异常有直接的控制作用，这是早为人们所认识的事实[3]，但区域性的NAO如何显著影响亚欧大陆及北半球平均温度的呢？并未有满意的解释。
近半个世纪来的全球温度的变化表现出有很大的空间尺度，其尺度远大于NAO和NPO，那么全球或北半球的温度变化是否与与之相匹配的行星尺度大气环流的异常有关呢？很早人们就发现，北半球近地面大气环流变化最基本的特征是中纬度和高纬海平面气压的反向变化，这本质上反映了中、高纬度之间大气质量的交换[4,5]，这种大气质量间的交换及其相应的热量的传输与交换，对行星尺度的气候异常有直接的控制作用。
因此人们用35︒N与55︒N(或40︒N与60︒N)间纬圈平均SLP或位势高度差定义西风指数来反映纬向风的强弱，西风指数高的时候为高指数状况，反之为低指数状况。
高低指数的循环的结果就表现为中纬度和高纬度海平面气压的反向关系，不管是南半球还是北半球，这种关系在中高纬表现出明显的纬向对称性，其变化对半球的气候有重要意义[5~8]。
甘肃张掖市冬季气温变化的时空特征_张勃
第29卷 第1期2010年1月地 理 研 究GEOG RAPHICAL RESEA RC H V o l .29,N o .1Jan .,2010 收稿日期:2008-12-29;修订日期:2009-08-25 基金项目:公益性行业(气象)科研专项(GYH Y200806021-07);中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW -Q10-4);生态经济学省级重点学科(5001-021);西北师范大学学生学术科研基金资助(10736-2007-1104) 作者简介:张勃(1963-),男,甘肃华池人,教授。
主要从事干旱区资源环境教研工作。
E -mail :zh angb o @nw nu .edu .cn ;康淑媛,研究生,内蒙包头人。
E -mail :kangshuyu an1982@ 甘肃张掖市冬季气温变化的时空特征张 勃,康淑媛,刘艳艳,王海军,王亚敏,戴声佩(西北师范大学地理与环境科学学院,兰州730070)摘要:依据张掖市近50年来的冬季气温观测资料,运用M ann -Kenda ll 法、小波分析、空间插值等方法,对张掖市冬季气温的时空分布规律和变化周期进行分析。
结果表明:冬季气温总体上呈现增暖的趋势(β值为0.08),线性增长率为0.56℃/10a ,相当于近50年冬季气温升高了2.8℃,冬季增温对全年升温的贡献率高达89%。
1985年冬季气温发生突变,之后进入偏暖期,1987年后增温趋势更加显著。
冬季气温存在10年左右和22年左右的振荡周期,其中22年左右的振荡周期较强。
冬季气温空间分布不均,呈现出由东南向西北逐渐增温的趋势。
冬季气温从20世纪70年代起就开始增温,东部增温速度明显高于西部,冬季气温增暖主要发生在最近的20余年内。
关键词:冬季气温;M ann -Kendall 法;小波分析;空间分布;张掖市文章编号:1000-0585(2010)01-0137-08 全球气候变化问题越来越受到各国政府和人民的关注。
2018年海气相互作用思考题答案
2018 海气相互作用复习题答案By AXD ZHHR MYW1、为什么暖池位于热带西太平洋？1）南、北赤道流都是自东向西运动，其将大量的表层暖水运输到了热带西太平洋，使得温跃层东部变浅，西部加深，较深的温跃层使得温跃层以下的冷水难以上升到海表，因此，西太出现暖池，与之对应，东太海水较冷。
这种 SST 的纬向差异在赤道低层大气中建立了纬向压力梯度，增强了赤道信风和对应的沃克环流，信风增强之后进一步加强了大洋东部的海表冷却和温跃层上翘，使得 SST 的纬向梯度进一步加强，从而进一步加强了信风和对应的沃克环流，形成热带太平洋海洋-大气耦合反馈机制；2）赤道太平洋东西跨度大，赤道东太平洋的冷水难以影响到赤道西太平洋 地区；3）赤道西太平洋岛屿众多，不规则的边界削弱了边界涌升流；4）欧亚大陆东端和北美大陆西端的地形阻断了北极冷水进入太平洋，太平 洋深层水主要来自大西洋，深层水在长期输运过程中由于混合及地热加热得以缓慢增温；5）该海域位于信风与季风的交替区，平均风速小，蒸发小。
赤道西太平洋 年均风应力明显小于其它海区，弱风减小了自海面向大气的显热、潜热输送；2、热带东太平洋水温季节变化的方向为什么呈东-西向在背景风场为信风的情况下，SST 正（负）异常信号的西侧会出现异常西风 （东风），从而造成西侧的背景信风减弱（加强），导致海面蒸发减弱（加强），因此平均西向流的冷平流作用减弱（加强），最终出现在赤道 SST 正（负）异常的西侧。
线性化后的混合层简化方程为222''''T T V c V T t x H c UH αεαμ∂∂+=-∂∂= 平均纬向风为东风，即U 为负时'T x∂∂ 为负，即西传。
3、热带东太平洋上空的I TCZ为什么总是位于北半球？什么机制导致热带东太平洋上空 ITCZ 位于北半球？1）Ekman 输运赤道东太平洋海温分布南北不对称，在北半球，在东北信风的驱动下，Ekman 输送沿西北方向，不会产生离岸/向岸流，在南半球，在东南风信风的驱动下，Ekman 输送沿西南方向运动，产生了明显的离岸流，此也形成了东太平洋冷舌及温跃层的倾斜，于是在赤道东太平的南侧产生离岸涌升流，导致SST 偏低，加之秘鲁寒流的影响，导致该区域SST 常年处于较低值，打破了太阳辐射南北移动引起的海温变化，使得ITCZ常年位于北半球。
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龚道溢 王绍武 北京大学 地球物理系 北京 100871
摘要 本文首先对各种 ＮＡＯ 指数的定义进行了比较 发现冬季和夏季 ＮＡＯ 的涛动中心有显著 的差异 所以分别进行定义 定义时的中心由 ＥＯＦ 分析及相关分析确定 新的定义能解释 更多的海平面气压方差 在此基础上建立了 １８７３ 年以来的冬 夏 ＮＡＯ 指数序列 近百年来 的 ＮＡＯ 指数最突出的年代际变化是 夏季在 １９１０－１９２０ 期间的突变性质的增强 以及冬季 近 ２０ 多年来的持续加强 最后还对 ＮＡＯ 年代际变化产生的可能原因进行了分析 关键词 ＮＡＯ 指数 年代际变率
编号 1 2 3 4 5
表 1 各种 NAO 指数的定义与序列
NAO 指数定义
开始时间 季节 文献
Ponta Delgada-Akureyri,气压
1879 冬季 [5],[6]
Ponta Delgada-Stykkisholmur,气压
1867
1 月 [7]
Lisbon-Stykkisholmur,气压
有证据表明 NAO 的年代际变率也可能与大尺度大气环流系统的变化有关 从形式上 看 NAO 是一个区域大气环流现象 NAO 指数反映的是北大西洋地区的纬向风强弱 但 同时 还是北半球西风环流的一部分 只是后者是行星尺度系统 而 NAO 受海陆分布特征
海洋的热力和动力变化等的影响 更多地表现出区域特征 根据最近的 57 年资料计算 冬季 NAO 指数和北半球西风指数间相关系数达 0.61 从高低西风指数海平面气压合成图来 看 高 低指数的循环的确在北大西洋表现为 NAO 同时在北太平洋则表现为北太平洋涛 动(NPO) 见图 4 这也为许多研究所证实[15,16] 因此 区域尺度的 NAO 也必然受行星尺
夏季
/
3.8%
/
6.8% 22.3% 18.7%
3 NAO 指数的年代际变率
根据夏季和冬季的定义 分别计算了 1873 年以来的 NAO 指数 所用海平面气压为英 国东安吉利亚大学气候研究中心(CRU/UEA)提供的北半球 5°纬度×10°经度海平面气压资 料 原始资料到 1995 年 1996-1998 年由 NCEP/NCAR 再分析资料补充 结果见图 3
2 Hurrell J W,van Loon H. Decadal variations in climate associated with the North Atlantic Oscillation. Climatic Change, 1997, 36:301-326
3 WMO. CLIVAR: A research program on climate variability and predictability for the 21st century. WCRP No. 101, WMO/TD No.853, ICPO No.10, UNESCO, 1997, 1-48
NAO 的定量表征指标就是 NAO 指数 目前 NAO 指数的定义有很多种 30 年代初 Walker 和 Bliss 最早定义的 NAO 指数很复杂 包括 5 个站的气温和 4 个站的气压 这个定义过于 繁琐,使用起来很不方便 而且定义中同时使用气温和气压 混淆了气压与气温的因果关系 所以后来逐渐被一些简洁明了的定义所代替[4] Walker 和 Bliss 之后 人们提出了许多改进 的意见 并建立了长的 NAO 指数序列 有代表性的主要有以下几种 见表 1
(a:冬季 b:夏季 都是与 65°N 10°~30°W 三个格点平均气压间的相关)
根据以上分析 所以对夏季和冬季分别定义 NAO 指数(NAOI)为
夏季 NAOI=P*(45°N 40°~60°W)-P*(65°N 10°~30°W) 冬季 NAOI=P*(35°N 10°W~10°E)-P*(65°N 10°~30°W)
其中 P 表示海平面气压 *表示标准化 即高压区和低压区各取 3 个点的平均
用它们标准
化的差来代表 NAO 这种定义代表性如何呢 可以做一些比较 见表 2 表中 1-5 分别表
示表 1 中的 5 种定义 6 为新的定义 第 1 和第 3 种定义夏季因缺资料未计算 很显然 对
北大西洋地区的海平面气压场来说 在冬季新的定义能解释的方差平均为 39.9% 比其它 5
度西风环流变化的影响 尤其是在年代际时间尺度上 而西风指数从 70 年代开始以来 也 一直呈强烈的增强趋势 因此 冬季 NAO 指数近 20 多年来的加强 其中可能有很大一部 分是由北半球西风环流系统的年代际变化造成的
图 ４ 高指数年与低指数年冬季 ＳＬＰ 的合成图 （负值用虚线表示 单位为 ｈＰａ；阴影区为 ｔ 检验 ９５％信度水平显著区 高指数年为 １９４０ 年 以来最强的 ５ 年：１９８９，１９８８，１９４５，１９８２ 和 １９９１ 年 低指数年为最弱的 ５ 年： １９６８，１９６２，１９５５，
为了检测在年代之间的可能显著变化 应用了滑动 t 检验并进行显著性检验 具体做
法是任意给定一年 取其前和后相邻的连续 10 年的指数值 计算 t 值 这里自由度为 18
所以 95%信度水平的阈值是±2.1 超过此信度的显著变化发生的时间为 冬季 1901 年 1927 年 1961 年 1971 年和 1985 年前后 夏季 1912 年 1932 年 1965 和 1979 年
１９４６ 和 １９６７ 年）
5 结论
由于大气活动中心的强度和位置在不同季节都有显著的变化 所以 NAO 指数在冬季和 夏季必须分别进行定义 而且在定义时使用多个格点的平均气压 可以较好地克服使用单 站资料可能的小尺度扰动的影响和资料误差
近百年来冬季和夏季的 NAO 指数序列都表现出显著的年代际尺度的变率 其中最突出 的年代际变化是 夏季在 1910 到 1920 年代的突变性质的加强以及冬季近 20 多年来的持续 增强
种都要高 在夏季 基于海平面气压的三种定义之中 新定义对海平面气压方差的解释率
也是最高的 是第 2 第 4 种定义的 3 倍多 这说明 上述分夏季和冬季的不同而定义的
NAO 指数 代表性有更好的提高
表 2 不同 NAO 指数对北大西洋地区 SLP 的解释率
1
2
3
4
5
6
冬 季 37.3% 37.0% 35.3% 36.8% 27.8% 39.9%
NAO 的年代际变率的产生可能与多种因素有关 这些因素包括北大西洋地区的温盐环 流 海温变化 全球变暖及北半球的西风环流等
参考文献
1 Hurrell J W. Influence of variations in extratropical wintertime teleconnections on northern hemisphere temperature. Geophy. Res. Lett., 1996, 23:655-668
虽然有一些研究结果表明 NAO 在夏季也是存在的[10,11] 但一直没有人专门对夏季的 定义进行过研究 那么 夏季和冬季究竟应该用那些地区的气压来定义 才能更好地反应
NAO 的变率呢 夏季和冬季 NAO 的年代际变率各有什么特点呢
2 冬季与夏季 NAO 指数的不同定义
利用 EOF 分析和相关分析来对冬季和夏季 NAO 的强度及形态进行确认 对北大西洋 地区(70°W~30°E 0~90°N)冬季和夏季海平面气压分别进行 EOF 分析 资料为 NCEP/NCAR 再分析气压 1958 年 1 月-1998 年 2 月 分析前进行了面积加权处理(×cosϕ)及对 1961-1990 年求距平 与所有工作的结论一样 冬季 NAO 是最主要的模态 EOF1 能解释总方差的 48.1%
的 t 值高达-3.9 是所有计算值中绝对值最高的 这在图 3 中非常清楚
4a
2
0
-2
-4
4b
2
0
-2
-4
1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
图 3 夏季(a)与冬季(b)的 NAO 指数 1873-1997Leabharlann 1864 12-3 月 [8]
Gibraltar-Reykjavik,气压
1825 1-12 月 [9]
700hPa, RPCA
1950 1-12 月 [10]
第 5 种用 700hPa 高度场旋转主分量分析的时间系数来代表 NAO 的变化 从物理概念 上看不如其它 4 种直截了当 即 NAO 反应的是亚速尔高压和冰岛低压间气压的 翘翘板 (seesaw)关系 但是 这些定义最主要的问题是在于其季节性 因为前 4 种定义都是使用固 定站的气压 而实际上大气活动中心不仅强度在变化 冬季和夏季其位置更是有极大的差 异[2] 所以前四种定义只是反映了冬季 NAO 的状况 第 4 种定义给出了全年各月的 NAO 指数 但 Jones 等[9]在其论文发表后不久即通过国际互联网在 CRU/UEA(即东英吉利大学气 候研究中心)的网页上声明 他们的这个序列只适用于冬半年
从上述前后 10 年的 NAO 指数的差值变化看 冬季 1985 年 t 值是-3.1 在所有年代之 间的 t 值中是最突出的 说明 1980 年代中到 1990 年代初比相邻的前 10 年有最显著的增强
而且 这种增强从 1960 年代中期就开始了 一直持续了近 20 多年 这在近百年的记录中 是前所未有的 对于夏季 则是以 1910 到 1920 年代的突变性质的增强最为显著 1912 年
* 本研究由国家自然科学基金重点项目“４９６３５１９０”及“中国博士后基金＂资助
不过夏季气压的 EOF1 并不是 NAO 第一模态反映是大陆与海洋的热力差别 但 EOF2 的 NAO 特征非常明显 EOF2 解释的方差也能达到 17.1% 因此 在夏季虽然 NAO 并非最 突出的模态 但也是存在的 而且非常重要和显著 气压变率最大的地方 并不一定位于 大气活动中心的中心位置 通常是在大气活动中心的边缘地区气压的变化最为显著 所以 如果选择亚速尔群岛 则夏季位置太偏东了