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[硕士论文] 王瑾婷
气象学 南京信息工程大学 2017(学位年度)
摘要:本文利用中尺度WRF模式,NCEP/NCAR再分析资料以及常规气象观测资料,对2014年7月11-12日发生在江淮地区的一次飑线过程进行数值模拟、地形敏感性试验和对比分析,研究了在经过大别山地形时飑线内部组织结构的变化特征以及地形对其发展的影响。结果表明:
  (1)实况与模拟均得出了类似的飑线组织结构变化,即飑线在大别山主体西部发展,东部减弱,当飑线移至大别山东侧边缘时发展,在大别山山下位置,飑线中的对流线又有明显的后向新生现象,下山后呈现出成熟飑线特征。飑线经过大别山主体时在山前生成加强,过山后迅速减弱,其主要原因与山前对流不稳定、上升运动大于山后有关;大别山东部边缘对飑线的加强有增幅作用,当午后飑线移至大别山东部边缘时,东部边缘谷风加强并强迫对流单体在飑线的前部新生,试验得出:谷风可使低层风速最大增强6m/s左右,使低层冷空气与西侧暖湿气流持续交汇加强新生对流发展,与后部对流体合并,呈现前向新生型飑线,当无山谷存在时前向新生单体不再出现;大别山山下出现对流的后向新生,其原因为:对流线内部的偏冷出流迅速与西南侧的暖湿气流交绥,从而激发单体新生,使得对流线得以维持。
  (2)经地形敏感性试验得出:控制试验中,背风一侧,既有较强的背风波扰动,同时有充沛的水汽补充,在背风一侧会产生较强的对流,促使飑线发展;当大别山整体地形加高后,虽有背风波扰动增强,但由于山脉阻挡作用,抑制了东部水汽输入,飑线对流发展较弱;当整体地形抹平后,背风波扰动减弱,西南气流与偏北气流辐合加强,对流发展整体偏向东南侧。
  (3)大别山地形对700hPa锋生作用有着积极的影响。从锋生的各项贡献来看,辐散项F1在锋生作用中的贡献最大。若将地形改变后,则辐合和水汽条件明显变化,二者共同作用影响了锋生作用的大小。因此,地形高度的改变使锋生作用变化偏移对飑线系统内部对流的活动造成很大的制约和变化,从而影响对流降水的分布。
[硕士论文] 王文迪
气象学 南京信息工程大学 2017(学位年度)
摘要:中国西北地区东部包括部分青藏高原、黄土高原、河西走廊及内蒙西部,位于青藏高原东北侧,地处亚洲季风影响区边缘,是典型的气候敏感区和生态脆弱区。本研究利用再分析资料和台站观测资料,对该地区夏季近地层主导风向频率进行分析;采用箱法计算西北地区东部各边界水汽通量,并对比分析西北地区东部边界水汽通量与中纬度西风、东亚季风与高原季风强弱年之间的差异。结果表明:
  (1)宁夏全区夏季南风偏角频率和夏季降水量的年际变化有较为显著的正相关。选取南风偏角出现频率较高且波动较明显的位于宁夏中部干旱带的2个代表站,进一步分析气象日内近地层气旋性风场配置与雨日及其与降水量的相关关系。雨日与气旋性风场配置满足较好的同时性对应关系,气旋性风场配置的年际变化对降水量具有较好的指示意义,即站点降水与近地层风场配置年际变化具有一定的相关性。
  (2)通过计算西北地区平均的空中水汽通量,分析西北地区水汽来源。发现西北地区东部夏季水汽输送受中纬度西风和东南季风共同影响,水汽主要来源于中纬度西风,同时南部也有少量季风携带的水汽。
  (3)定量比较了西北地区东部4个边界夏季的年平均净水汽通量,结果表明西北地区东部东边界为水汽净输出,西、北边界为水汽净输入,由西向东水汽输送主要通道在中层(600hPa),东西边界水汽通量较强,南北边界水汽通量相对较弱。
  (4)通过大尺度环流背景下的风与水汽场分析,进一步揭示风与水汽场之间的协同差异关系。即在三种大尺度环流背景下西北地区东部水汽场受多种因素影响,中纬度西风、东亚季风与高原季风强/弱年各边界水汽通量,净水汽收支也存在一定差异,初步得出低层风场变化可能是导致西北地区东部水汽分布差异的主要原因。
[硕士论文] 高世仰
气象学 南京信息工程大学 2017(学位年度)
摘要:青藏高原的热力作用对于全球大气环流和中国的天气气候都有重要影响,在高原大气的热量源汇与地面的热量平衡中,感热通量起着至关重要的作用。然而,由于青藏高原地形及地表状况复杂,气候条件差异较大,加之高原上的观测站点缺乏代表性,青藏高原地表感热通量的计算一直存在不确定性。本研究利用再分析资料和台站观测资料,结合多种卫星遥感资料,建立了高原感热通量参数化方案,建立了感热2000~2014年的序列,研究了近15年来高原感热的时空变化特征,并分析其与积雪、风速、地-气温差等因子的关系。结果表明:
  (1)通过修改原始廓线公式,增加了植被指数和植被高度表征的植被作用项,得到粗糙度的优化方案。使用地-气温差修正,得到热传输附加阻尼(kB-1)的改进方案。最终得到了一套适用于青藏高原非均匀下垫面的感热参数方案。使用站点观测资料的热力输送系数对本文计算结果进行检验,证明该估算方案具有一定合理性。比较了ERA-Interim、JRA-25、NCEPR1、NCEPR2四套再分析资料的感热空间分布与时间变化趋势,本文估算结果覆盖了其他结果的大值区域,最值分布基本一致。2000~2014年各种资料均呈现感热增加的趋势,但本文的感热计算值大小与观测资料结果最为接近。
  (2)通过分析青藏高原相关参数的空间分布特征,发现动力学粗糙度(z0m)、热传输附加阻尼、热力学粗糙度(z0h)的空间分布与植被指数(EVI)密切相关,各参数在高原不同地区差异很大。对于不同的生态地理区域,热力输送系数的年际变化差异较大,高的植被高度、密度和地表的热力特征对应高的热力粗糙度和热力输送系数(CH)。青藏高原感热的空间分布特征具有南北差异和东西差异,季节演变特征大致为夏季>秋季>春季>冬季,高植被和地-气温差偏大的区域感热偏大。2000年以后,高原感热的年际变化趋势总体为增强,不同区域又呈现不同的变化速率,其中中西部腹地感热为微弱的减弱趋势,东南部作为平均感热最大的区域,其年际增加速率也最大。
  (3)青藏高原感热通量与积雪关系显著,呈现明显的负相关关系,其中春季积雪对夏季感热的影响要强于春季同期相关。青藏高原感热通量与风速的关系季节和区域差异较大,大多分区在春季呈正相关,而夏季和冬季呈负相关,秋季有正有负。青藏高原感热通量与地-气温差关系显著,除了东部两个分区在夏季呈负相关,秋季未通过信度检验,其他分区在各个季节都呈现较好的正相关关系,与感热计算公式一致。结果可能会受植被的生长状况变化的影响。
[硕士论文] 贲海荣
气象学 南京信息工程大学 2017(学位年度)
摘要:利用1979-2014年ERA-Interim月平均温度再分析资料,分析了对流层中上层(500-150 hPa)温度纬向偏差的分布特征,并将青藏高原对流层中上层温度纬向偏差进行垂直积分后,尝试构建一个新的表征青藏高原热力指数(PHI,Plateau Heating Index),并分析该指数的季节演变特征及其与东亚大气环流以及对中国东部夏季降水的影响。结果表明:(1)对流层中上层温度纬向偏差的暖中心存在着季节性的移动:春季暖中心由西太平洋迅速移至青藏高原,而秋季则快速东移到西太平洋;(2)PHI在年进程上呈现出明显的单峰型变化特征:在11月至翌年2月,为负值,其余为正值;(3)各季PHI与纬向西风的显著相关区大致以30°N为界,呈现出北正南负的反向分布。当PHI增强时,青藏高原北(南)部西风增强(减弱),副热带西风急流增强(减弱),反之亦然;(4)各季PHI与200hPa位势高度的显著正相关均出现青藏高原上空,表明青藏高原对流层加热有利于其上空位势高度的增加。当夏季PHI偏强(弱)时,对应着南亚高压偏强(弱);(5)夏季当PHI较强(弱)时,江淮流域降水偏少(多),而华北地区降水偏多(少),高原热力作用主要是通过影响西太平洋副热带高压和经圈环流进而导致中国东部夏季降水异常。
[硕士论文] 张晓晨
气象学 南京信息工程大学 2017(学位年度)
摘要:为了更好地认识江淮飑线系统演变特征,利用WRF中尺度数值模式,对2014年7月12日发生在江淮地区的一次飑线过程进行了数值模拟,根据模拟结果分析其成熟阶段中尺度垂直结构特征、边界层冷池、湍流动能及湍流输送特征。结果表明:(1)此次飑线属于槽前型飑线,切变线南侧有低空急流出现,低空急流加强的时候,其北侧出现飑线天气。降水有明显的中尺度特征,呈带状分布,有几个暴雨中心,并随时间自西向东移动。(2)飑线发生前在对流层低层向飑线发生区的水汽通量较大,同时飑线发生位置的假相当位温等值线密集,汇集了大量的不稳定能量。(3)飑线系统前部低层辐合,高层为辐散,中高层有较强的上升运动,有利于新生对流单体的发展加强;飑线系统的对流主体低层为辐散反气旋式涡度区,对应飑线雷暴高压,中高层为辐合气旋式涡度区,抑制了强对流单体的发展。老对流单体不断减弱消散,新对流单体在飑线系统前沿不断生成加强,从而此次飑线系统向前移动。(4)飑线发展期冷池作用较小,随飑线系统的发展,冷池作用显著,冷池对环境风的阻碍作用加强,冷池前沿辐合加强,有利于触发新对流;飑线系统消散阶段阵风锋比对流主体移速快,阻碍偏南风暖湿气流的输送,使对流减弱。(5)边界层湍流动能在飑线不同发展时期的特征及主要湍能源不同。飑线发生前,浮力项为边界层湍流动能的主要产生项,湍能随高度减小;飑线系统过境时,切变项为主要的湍能源,并且在边界层高层较大;飑线对流前的晴空区域内,边界层湍流运动向下输送动量,补充边界层摩擦损耗;飑线强对流影响的区域,近地层湍流运动向上输送动量,减弱了大风的影响。(6)向上较大的潜热、感热通量增强低层的大气不稳定性,有利于强对流系统的发生发展。飑线成熟期对流处,感热通量为较大的负值,潜热通量也减小,不利于对流的持续加强;飑线消散阶段,对流前方的阵风锋处的潜热加强,则不利于对流的消散。
[硕士论文] 苏洋
气象学 南京信息工程大学 2017(学位年度)
摘要:本文利用中尺度数值模式WRF3.1.1模拟了2014年3月31日一次华南飑线过程,利用模式输出的高分辨率资料,对此次飑线过程的动力、热力和云微物理特征及其演变特征进行了分析研究。结果表明:(1)此次飑线过程发生在阻塞形势下,高低空急流相配合,高层强冷空气与中低层暖湿空气相叠置,低层辐合区内气旋性切变产生了动力抬升,中低层存在强的垂直风切变较和充沛的水汽输送,对流形成区域不稳定层结显著。(2)初始时期,沿移动方向的对流的单体合并的过程中始终存在一个垂直环流。对流发展时期是这次飑线过程中对流最旺盛的时期,中尺度气压场上的“低高低”结构在这个时期就出现了。0-3km垂直风切变也在对流发展时期最大,当垂直风切变的方向与飑线方向垂直时,飑线的对流发展更旺盛。(3)近地面冷池出流与暖湿空气的辐合不断触发对流单体在冷池前缘新生,使得飑线向前传播。层云区的强后向入流中心在衰亡时期切断了中低层向高层的前向入流,与冷池切断低层的暖湿空气输送相配合,使得系统逐步衰亡。(4)水汽凝结为云水、云水碰并增长为雨水和霰融化为雨水是转化率最大的三个微物理过程。雨水蒸发冷却对地面冷池有重要的贡献,后向入流带来的干冷空气中霰粒子的融化冷却是主要过程。高层水汽凝华为雪的转化率和加热率虽略小于其他云微物理过程,但是对于层云的增长却有重要的作用。(5)相变潜热作用在对流区显著,对流层高层的弱冷却主要是由冰晶升华和过冷云水的蒸发以及水凝华为冰晶造成,近地面的冷却率是由近地面云水蒸发和雨水蒸发过程产生的,而中低层的净加热则是由多种云微物理过程共同作用下的结果,其中水汽凝结为云水是最大的加热项。
[硕士论文] 刘福梅
数学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:Rossby波是大气与海洋运动的主要波动之一,是影响地球流体大尺度运动的主要波动。本文从含有完整Coriolis力的地转位涡方程出发,对非线性Rossby波的演变主要作了如下的两方面研究:
  一方面,考虑正压流体中纬向基本气流具有弱切变的情况,推导出非线性Rossby波包振幅满足推广的非线性Schr(o)dinger方程。结果表明,Coriolis参数水平分量对Rossby波包产生一定的影响。同时,β效应、地形效应和耗散也是诱导及影响Rossby波包产生的重要因素。并且研究了基本气流存在线性弱切变下的本征值问题。
  另一方面,通过合理的赤道β平面近似,利用摄动法和时空伸长变换法,得出在地形和耗散的作用下的非线性Rossby波振幅满足的非齐次Benj amin-Davis-Ono-Burgers(BDO-Burgers)方程。通过实例说明了地球旋转水平分量和地形等对Rossby波演变的影响。取特殊情况时,结论可以退化为前人已有的的结果。
[硕士论文] 尹旸艳
气象学 南京信息工程大学 2016(学位年度)
摘要:利用再分析数据集以及实际观测资料,采用气候统计诊断方法,通过构建海陆间大气质量迁移指数,对夏季亚洲/北美大陆与北太平洋间大气质量异常迁移及与气候变动的联系进行了研究。主要结果如下:
  在北半球中高纬亚洲大陆和中低纬北太平洋上空异常大气质量呈现反相变化。夏季MAMLO指数IMAMLO总体呈缓慢下降的趋势,同时还具有准3年振荡周期以及显著的年代际变化特征。亚洲大陆中高纬地表气压变化与北太平洋低纬气压变化的反相关关系主要归因于:(1)异常大气质量环流。大气质量流在西伯利亚地区附近低层异常辐散,高层异常辐合,北太平洋上低层出现异常辐合中心,高层异常辐散,形成了亚洲大陆异常下沉、太平洋地区异常上升的异常垂直环流圈;(2)海陆异常加热对比。大气非绝热加热异常在亚洲大陆与北太平洋间形成强烈对比,推动了海陆间大气质量进行交换;(3)Rossby波能传播。准定常Rossby波的能量频散导致大气环流异常并进而引起大气质量在海陆间重新分布。MAMLO与欧亚、太平洋地区夏季气候异常关系密切,尤其在中国地区。MAMLO为正(负)时,中国大体呈现出北方降水偏多(偏少)南方降水偏少(偏多)、北方偏冷(偏暖)南方偏暖(偏冷)的空间分布。
  中高纬北美大陆和中低纬北太平洋上空异常大气质量存在显著的反相振荡。这种振荡的准2年周期明显。对流层低层辐散风在美国大平原附近异常辐散,北太平洋上异常辐合。对流层高层情形与之相反。垂直环流表现为北美大陆异常下沉,太平洋地区异常上升。大气非绝热加热异常、准定常Rossby波的能量频散、海陆上空水汽含量异常的差异均利于推动海陆间大气质量进行交换。振荡指数INANP为正(负)时,对应着加拿大平原部分区域、大熊湖南部和育空高原东北部地区降水减少(增多),美国大平原西北部区域和中东太平洋气温升高(降低),而夏威夷群岛附近和阿拉斯加湾南部降水增加(减少),北美大陆中东部地区和西北太平洋气温降低(升高)。
  夏季亚洲-北太平洋间大气质量迁移的位相变化与MC区域对流活动位相变化的不同配置下,欧亚地区气候异常存在显著不同。定义的夏季MAMLO指数和MC区域对流活动(CAMC)指数的相关系数仅为0.06。二者存在4种不同位相的配置类型且发生频率大致相当。MAMLO和CAMC呈现不同位相配置类型时,大气质量的重新分布可造成不同的地表气压异常分布,并对降水和气温异常分布产生明显影响。
  这些结果有利于深刻认识夏季北半球环流变化机理和寻找降水与气温异常预测线索。
[硕士论文] 刘潇
大气物理学与大气环境 南京信息工程大学 2016(学位年度)
摘要:利用2012年6月-9月南海夏季风期间,近海海洋气象观测平台(海上平台站)和电白国家气候观象台(电白站)的地面气象站资料、气象塔资料、GPS探空资料及通量观测资料对海上平台站和电白站两站在季风活跃期和非活跃期的大气边界层结构特征和海-气、陆-气通量交换特征进行了研究分析,结果表明活跃期与非活跃期两地大气边界层结构特征有明显差异。(1)在活跃期两站风向全天由东南风主导,风速值较大,且两站均出现连续降水,受云系和降水的影响,与非活跃期相比,电白站近地层日平均气温降低约为2℃左右;非活跃期两个站点风向全天无规则变化,且风速值小。(2)电白站探空资料分析结果表明,在活跃期大气边界层内风向均为一致的东南风,风速较大,200m以上的风速均大于8m/s,而在非活跃期大气边界层内风速较小,风向变化较大,同一时刻不同高度的风向差可达180°。由位温廓线的日变化分布可见,在季风非活跃期大气边界层高度最高可达937m;而在活跃期,受降水和云系的影响,混合层高度明显降低,最大高度仅达到700m左右。(3)在季风活跃期,Rn与Rs的日变化趋势与非活跃期较为一致,只是个别时刻由于云系影响观测值会突然下降。季风活跃期感热通量小于非活跃期。(4)在季风非活跃期电白站动量通量值主要受辐射影响,湍流受热力作用影响;在季风活跃期动量通量值受风速影响较大,湍流能量主要源于动能。活跃期陆-气和海-气过程湍流均增大,因为活跃期风速增大,动力作用增强所致。
  为了更好的研究季风活跃期与非活跃期边界层结构特征变化,对电白站进行模拟研究,模拟结果表明在季风活跃期电白站由东南风主导,风速增大,气温降低,湿度增大的特征。
[硕士论文] 史嘉琳
气象学 南京信息工程大学 2016(学位年度)
摘要:本文重点探讨寒潮强烈天气过程对我国黄海海域海气界面热量和动量通量的影响。利用CFSR大气海洋再分析资料分析了2009-2013年5年间在寒潮活跃期海气要素及热、动量通量的多年月平均时空分布特征;利用中央气象台micaps资料统计2009-2013年黄海海域寒潮天气过程发生的频次、强度及影响路径,并统计分析了在寒潮过程中热、动量通量发生显著变化;最后通过FVCOM区域海流模式与FVCOM-SWAVE浪流耦合模式模拟典型寒潮过程黄海海域海气要素及海气热、动量通量对其的响应特征,对比分析寒潮要素特别是风浪要素对海气热、动量通量传输的影响作用。
  (1)首先寒潮活跃期是指当年的11月、12月及次年的1月、2月、3月这五个月份,在寒潮活跃期受海表大风、海气温差及海洋环流等因子的影响,动量通量交换强烈,热通量失热状态显著。动量通量在12月与1月传输最强烈,最大值位于黄海东部区域为0.14N/m2,而春季3月则减弱为0.1N/m2以下;热通量在冬季一月份表现出强烈的失热状态,失热中心也位于黄海东部,最大值为-250W/m2,春季3月份热通量强度减弱到-50W/m2左右。
  (2)统计2009-2013年影响黄海海域的寒潮,发生寒潮频次最高的月份是11月和12月,最低的月份是1月。寒潮影响黄海的路径主要分为两种:一种是偏北路径,此路径寒潮冷空气距源地近,通常从极地取最短路径南下影响我国黄渤海,偏北风为主,寒潮在海域东北部强于西南部;另一种是偏西路径,此路径寒潮虽然冷空气源地纬度相对偏低,但在其东进途中有冷空气加入,亦可以在华东地区造成大风和显著降温,此类寒潮入侵我国东部海域时,偏西北风为主,往往南部强度较强。在寒潮发生期间海气热、动量通量输送比多年平均状况会显著增强,偏北路寒潮过程中海气热通量比多年月平均值增大1-6倍,动量通量增大1-5倍;偏西路寒潮中海气热通量比多年月平均值增大1-4倍,动量通量增大1-5倍。
  (3)选取典型偏北路寒潮与偏西路寒潮进行数值模拟,由于寒潮冷空气强度与影响路径的差异,海气热量和动量通量的响应特征差异明显:在偏北路寒潮中,冷锋呈纬向入侵黄海,东部强于西部,造成海域东部为热量和动量通量大值区,由于偏北路寒潮的冷空气强度大,热量和动量通量的响应也更为强烈。偏西路寒潮过程中冷空气纬度偏低,冷空气自西向东推进,冷锋呈经向入侵黄海,南部强于北部,相应的海面热量和动量通量在黄海南部形成大值区,但热量和动量通量响应弱于偏北路寒潮,偏西路径寒潮动量通量强度较偏北路径弱约1/4,而热通量则弱大约1/2。
  (4)对比不同波浪状况的FVCOM-SWAVE耦合数值模拟结果与FVCOM控制实验数值模拟结果,进一步探讨风浪要素对海气热、动量通量的影响,结果显示:由于风浪使海表粗糙度加大,海水混合增强,造成无论是偏北路寒潮还是偏西路寒潮,风浪作用均增大海气间热、动量通量的交换传输,结果与实况更加接近。当风浪进一步增大到1.5倍,动量通量最大值增大约60%,热通量增大10-160W/m2;而风浪减弱则会削弱海气间热、动量通量的交换传输,当风浪减弱0.5倍,动量通量最大值则减弱了约20%,热通量减小10-55W/m2左右。风浪作用对热动量通量传输的影响特征为相对于同样的变化量,风浪增大时通量增量显著强于风浪减小时的通量减量。风浪在黄海不同区域对热、动量通量的影响也有所差别,对三个关键纬度的纬向平均显示,偏北路寒潮在风浪的作用下,动量通量增幅在12.5%-18%,热通量增幅在5%-10%;偏西路寒潮动量通量增幅为2.6%-3%,热通量增幅在3%-16%。
[硕士论文] 沈沉
气象学 南京信息工程大学 2016(学位年度)
摘要:本文利用NCEP/NCAR和ERA-40再分析资料对比分析了亚洲季风区夏季对流层中上层海陆热力差异的变化特征,并定义海陆热力差指数,发现亚洲季风区夏季陆地上空温度呈下降趋势,海洋上空温度呈升高趋势,海陆热力差呈减弱趋势。在此基础上,利用CMIP5中20个模式的输出结果,对其进行了模拟评估,并且利用RCP4.5情景下的优选和差选模式对其进行了预估,得到以下主要结论:
  (1)观测资料显示,1955-2005年亚洲地区夏季对流层中上层平均温度有显著的变化趋势,陆地上空温度下降,海洋上空温度升高。根据选取出的关键区分别定义陆地、海洋和海陆热力差指数,各指数年际变率较大;海陆热力差指数呈减小趋势;该指数能反应强弱季风的变化特征。NCEP和ERA-40资料较为一致,NCEP资料的线性趋势更为明显。
  (2)CMIP5模式对500hPa、200hPa纬向风场、高度场的气候态模拟性能较强;对温度场模拟较弱。模式对各指数年际变率模拟不够准确;对年代际趋势的模拟结果为:海洋指数升高、海陆热力差指数减小,但陆地指数上升。结合统计计算得到:GFDL-ESM2G、MPI-ESM-LR、MPI-ESM-MR为模拟较好的模式,bcc-csm1-1-m、MRI-CGCM3、MIROC5为较差的模式。模式对海陆热力差的模拟能力可以反映对夏季风的模拟能力。
  (3)RCP4.5情景下CMIP5模式模拟的该地区平均温度在未来21世纪中升高。模拟结果为洋面上空的增温趋势大于陆地上空,陆地、海洋指数升高,海陆热力差指数下降。较差模式对于未来该地区温度模拟结果偏高,尤其对洋面上空的温度;较差模式未能模拟出海陆热力差减小的特征。
[硕士论文] 奚子惠
气象学 南京信息工程大学 2016(学位年度)
摘要:利用1979-2013年NCEP/NCAR月平均再分析资料及NOAA研究中心的CMAP(CPC Merged Analysis of Precipitation)月平均降水资料,采用相关分析、线性回归、合成分析等方法诊断分析了北半球春季海陆间大气质量迁移规律,在此基础上,通过定义海陆间大气质量迁移指数IMAMLO(MAMLO,Migrationof Atmospheric Mass over Regions between Lands and Oceans),重点讨论了春季欧亚-北太平洋、太平洋-北美上空大气质量迁移的年际变化规律及其与同期欧亚、北美气候异常的联系;同时按照两遥相关指数的不同配置对比分析了大气质量环流的不同特征及其对欧亚、北美气候的不同影响。得到以下主要结论:
  (1)欧亚-北太平洋遥相关型在中高纬为纬向分布,此不同于AO的经向分布特点。春季MAMLO-EP(Migration of Atmospheric Mass over Regionsbetween Eurasia and North Pacific)指数具有显著的年际和年代际变化特征。垂直环流和来自西欧大陆的Rossby波动传播对欧亚-北太平洋间大气质量迁移具有重要作用,将西北太平洋地区的大气质量变动与欧亚大陆上空的变动联系了起来。IMAMLO-EP与春季同期降水及地表气温异常关系密切。IMAMLO-EP为正时,东亚以北地区、鄂霍次克海西岸以及西欧沿岸降水显著减少,欧亚西部及我国华北地区降水显著增加。850hPa上受异常环流控制,欧亚大陆北部地表显著增温,西伯利亚以东、我国东北、华北-江淮地区及韩国、日本南部地表显著降温。西欧-我国西北部分地区大面积显著降温现象与异常偏北气流影响有关。
  (2)大气质量变化在副热带太平洋和北美大陆上空表现为“跷跷板”分布。春季MAMLO-PA(Migration of Atmospheric Mass over Regions between NorthPacific and North America)指数除存在弱的上升趋势外还具有显著的2-4年振荡周期及明显的年代际变化特征。大气质量流水平空间分布以及副热带东太平洋区域的扰源将扰动能量向北美地区的输送均显示太平洋和北美上空存在联系。IMAMLO-PA偏高时引起美国、墨西哥以及拉布拉多高原等地降水显著增加,加拿大中部降水显著减少。异常偏北气流将大气质量往南输送造成北美大面积气温异常偏低,而东太平洋异常气旋性环流对北美西侧沿岸有增温增湿作用。MAMLO-PA遥相关型有别于太平洋北美型(PNA型),两者间存在不显著的弱的正相关,且它们的空间分布和形成机制均有显著差别。
  (3)IMAMLO-EP和IMAMLO-PA相互独立,其相关系数仅为0.03。按照两指数不同位相分为四种配置:++、--、+-以及-+。在不同位相配置下大气质量流、波动运动、降水、地表气温以及非绝热加热的空间分布都有所不同。北太平洋是欧亚和北美大陆之间的纽带,通过北太平洋上空波扰能量的辐合和向外频散将两个大陆上空的大气环流变化联系了起来。指数同为正位相时,亚洲西部、我国东部沿海地区、北美墨西哥地区的加热场结构显示除了潜热加热外,辐射和地表感热潜热输送加强,大气柱加热,对流活动的加强,对应降水异常增加。而贝加尔湖、阿拉斯加、哈得孙湾沿岸平原的加热场结构则相反,对应降水异常减少。受异常环流控制,亚洲西部、北美中部地表气温异常偏低,西伯利亚、堪察加半岛-阿拉斯加地区异常升温。当MAMLO-EP为正位相,MAMLO-PA为负位相时,墨西哥地区大气冷却下沉,降水异常偏少。欧亚大陆为显著的带状低温区,北美大部分地区出现异常增温。
[硕士论文] 卢国阳
大气物理学与大气环境 中国科学技术大学 2016(学位年度)
摘要:本论文利用观测资料研究了前期秋季不同海域海温信号与东亚冬季风关系的年代际变化,并探讨了年代际变化的可能原因;同时利用CMIP5大气环流耦合模式的输出数据,对影响东亚冬季气候异常遥相关型的模拟能力进行了评估和预估,主要结论如下:
  1.前期秋季印度洋海温与后期东亚冬季风之关系呈现不稳定的年代际变化。1948~1960为显著负相关时段,1962~1988为弱的正相关,1999~2012又突变为负相关。1948~1960和1999~2012时段500hPa高度场异常表现为亚洲地区的南北向偶极子分布,东亚大槽区为显著正异常;高层200hPa呈现自印度洋至亚洲北部的“正、负、正、负”异常波列分布。对流层低层风场与高度场相匹配,东亚沿岸盛行显著偏南风,东亚冬季风偏弱。而1962~1988时段前秋印度洋海温与后期冬季东亚地区大气环流无显著联系,导致二者关系的阶段性减弱。同样,东亚地表温度以及我国台站温度与印度洋海温关系呈现显著的年代际变化。其年代际变化的可能原因是:1948~1960和1999~2012时段前期秋季海温偏高,后期冬季印度洋-西太平洋地区降水为“西正东负”的偶极子分布,该分布型导致印太区热源异常进而激发极向传播的Rossby波,引起东亚冬季风环流系统异常。1962~1988时段,印度洋海温与后期冬季偶极子降水型分布联系显著减弱,特别是与西太平洋区负相关变得不显著,造成海温信号和东亚冬季气候关系的减弱。
  2.墨西哥湾流延伸区海温与东亚冬季风联系在20世纪70年代中后期发生明显年代际变化,由1948-1976(P1)显著正相关转为1980-2012(P2)时段的不显著负相关。同时,与湾延区海温异常相联系的环流在P1和P2时段改变明显:P1时段湾延区海温偏高,日本上空东亚大槽加深,东亚沿岸产生显著偏北风;而P2时段湾延区海温偏高,东亚大槽区为弱的正异常,东亚沿岸有不显著偏南风异常。造成该突变的可能原因是P1时段湾延区海温偏高容易激发出北大西洋到东亚“正、负、正、负”的异常波列,且该异常中心与正位相EU波列的异常中心位置基本一致,位相叠加加强了正EU,进而造成东亚冬季风的异常强劲。而P2阶段从西欧到东亚沿岸呈现不显著的类似于负位相EU波列,且异常中心与EU波列的异常中心位置有偏差,导致其与东亚冬季风关系相对于P1阶段发生了由显著正相关到不显著负相关的转变。
  3.整体而言,14个耦合模式对EU、WP信号的具体时间变化特征模拟能力很弱,而对其空间模态特征模拟效果较好,能很好的再现遥相关的异常中心,但也存在一定的位置偏差。多数模式能再现EU与东亚以及西北太平洋地区表面气温的负相关性,但对我国华北以及黄淮流域降水负相关性模拟能力较差,且低估了EU与东亚地区气温、降水的关系。各模式对WP与东亚—西太平洋区气温相关性的南负北正分布均有很高模拟能力;能再现WP与降水在东北亚鄂霍次克海的正相关性,但对于我国大陆至西太平洋的负相关性模拟能力较弱,且各模式对WP与之气温关系的模拟优于其与降水的关系。对EU、WP整体模拟能力评分可知,GISS-E2-R对EU整体评估能力最强,NorESM1-M对WP综合评估能力最好,而HadCM3整体评分较低。RCP4.5情景下,EU和WP在未来略趋于负位相发展;EU与东亚气温和降水相关范围北抬;WP与气温相关范围西撤,与降水相关显著增强。
[硕士论文] 张婷
数学 内蒙古大学 2016(学位年度)
摘要:球面效应和旋转效应是大气运动的基本特征.Rossby在1993年发表的论文“Relation between variations in the intensity of thezonalcirculation of the atmosphere and the displacements of thesemi-permanent centers of action”[1]提出了研究地球流体中所观测到的大尺度波动的恰当方法.他指出大气壳的浅薄特性使得大气的大尺度运动主要呈现水平特性,所以只有地球行星涡度的局部垂直分量f=2Ω sinφ,在动力学上起显著作用.其中参数f是行星涡度垂直于地面的局部分量,称为科里奥利参数(科氏参数).Ω,φ分别是地球旋转角速度的大小和纬度.地球的球形效应通过另外一个平面上厂的线性变化进行模拟的模式,称为β平面模式;而不需将厂进行线性化模拟的模式,成为f平面模式.
  存在于大气的波动中,Rossby波是生命史很长,结构上有组织的前后一致的大尺度永久性波动.它的产生正是由于地球的转动和地球曲率而使得位涡在深度和纬度上发生改变.Pedlosky[2]给出了浅水模式中的Rossby波,指出若科氏参数f和地形坡度s为常数的情况下能够产生Rossby波.Redekopp[3]在纬向流中引入了切变流,进而提出了纬向流中Rossby孤立波产生的原因.Chamey和Straus[4]从准地转位涡度方程出发,研究了一个β平面通道中考虑地形、非绝热加热和摩擦的正压大气模式.吕克利等[5]利用渐进展开和时空伸长变换得到了包括地形和耗散的FKDV-Burgers方程,显示出地形对扰动具有明显的增幅作用.宋健等[6]进一步研究了基本气流有切变的条件下β平面近似下非线性地形变化及其外源对Rossby孤立波振幅的演变,指出了当基本气流有切变,非线性β效应,地形效应都是Rossby孤立波产生的重要因子.
  本文在以上结论的基础上,首先从正压流体的浅水模式方程出发,考虑地形坡度参数随纬度的变化,进行f平面近似下,β平面近似下的小振幅波动方程的推导,得到产生低频Rossby波的频散关系.结果表明当地形坡度参数与其关于纬度的一阶导数和科氏参数f满足一定条件时,即可产生低频Rossby波.特别在β平面讨论时,得到Rossby波的频散关系随纬度变化的结论.
  考虑到大气运动的多时空尺度的特点,我们从正压流体的准地转位涡方程出发,采用多重尺度和摄动展开的方法推导了在线性缓变下垫面和耗散共同作用下的非线性Rossby波包演变满足推广的非线性Sch(o)dinger方程,并得到单个包络的孤立波解.通过分析包络的孤立波解,指出在耗散与下垫面共同作用下,大气中会出现双曲正割形状的Rossby孤立波包.同时得到,在切变基本流存在的情况下,地形强迫和耗散对Rossby包络孤立波的传播速度、波数和频率均有影响的结论.
  在浅水波方程中,采用半地转的概念研究了线性和非线性Rossby波的解及其稳定性.结论指出:东西坡度和南北坡度都会对线性Rossby波的传播速度和周期有影响.同时指出不存在孤立波.
  最后,考虑到大气的斜压性,从包含科氏力项和热源项的基本大气运动方程组出发,采用行波法和半地转近似的方法,研究了地球流体中的Rossby波.结果表明,β效应,层结效应和热源诱导的Rossby波满足KDV方程,存在椭圆余弦波解.在一定条件下,退化为孤立波解;同时指出,线性Rossby波的相速度与β效应,层结效应和热源有关,而非线性Rossby波相速度与以上三因素无关,但与波振幅与波数有关.
[博士论文] 阮海炳
空间物理 中国科学技术大学 2016(学位年度)
摘要:热层大气温度在无太阳辐射加热的夜间出现升高的现象称为热层大气的夜间温度增强,而且类似的夜间增强也在热层大气密度中被观测到。由于热层密度夜间增强反映了温度夜间增强,本文统称热层温度和密度的夜间增强为热层大气夜间增强现象。自上世纪70年代以来,通过卫星和地基的观测,热层温度(密度)夜间增强现象被发现并得以研究。以往研究表明,热层大气的夜间增强一般发生在地方时0点至4点之间的赤道地区,其特征幅度在40K至150K之间。在本论文中,我们进一步深入研究了中高纬度地区的热层大气夜间增强现象,包括全球热层大气夜间增强现象随季节和纬度变化特性等,并探索了低层大气八小时迁移潮汐波的上传特性以及其对热层大气夜间温度/密度增强的影响。以下为本论文的主要结果:
  1.首先,通过分析美国磨石山Millstone Hill观测站(42.5°N,71.5°W)的非相干散射雷达以及法布里珀罗气辉干涉仪观测数据,研究了2011年8月1日至11日以及2012年1月12日至23日期间中纬度夜间的离子和中性气体温度变化情况。研究结果表明:在冬季夜间,离子和中性气体温度的夜间变化中存在后半夜增温现象,其发生在凌晨3-4点,且增温幅度为30-90 K。而在夏季,只有中性气体出现后半夜增温,而离子温度没有明显的夜间增温现象。我们的研究表明,中高纬地区热层中性气体后半夜增温由中低纬地区夜间增温现象向较高纬扩展导致。
  2.其次,利用2002年至2009年期间CHAMP卫星的热层大气密度数据,研究了不同季节以及不同太阳活动条件下的热层大气夜间密度随纬度和地方时的变化情况。结果表明,作为夜间温度增强现象在热层大气密度中的反映,夜间密度增强现象在各个季节以及不同太阳活动条件下都有发生,且其发生特征包括时间和强度等显著地随季节以及太阳活动的改变而改变。在太阳活动低年的条件下,赤道地区夜间密度增强现象的峰值时间在凌晨1点附近,而在太阳活动高年,赤道地区夜间密度增强现象峰值时间要早1至2个小时。此外,统计结果还表明,夜间密度增强现象表现出由赤道地区向南半球扩展趋势,且在太阳活动低年的条件下更加明显。
  3.再者,基于美国国家大气研究中心电离层热层电动力学耦合模式和加拿大中间层大气扩展模式,利用数值模拟的方法,研究热层大气温度(密度)夜间增强现象的形成机制。为了分析不同低层大气潮汐波对热层大气夜间热层大气温度(密度)夜间增强现象的贡献,我们研究在不同潮汐组合作为电离层热层电动力学耦合模式底边界条件下的热层大气温度、密度夜间的变化特性。模拟结果表明,周日、半日以及八小时潮汐的相互作用是形成热层大气夜间增强的主要原因,且低层大气的八小时潮汐显著地影响着热层大气夜间增强的纬度分布。此外,我们进一步揭示了热层大气八小时潮汐分量的来源,并得出热层大气的八小时潮汐受多种影响,包括:昼夜太阳辐射加热变化产生的谐波震荡,低层大气上传的八小时潮汐分量,以及半日潮汐与背景大气非线性相互作用结果。
  4.最后,为了揭示热层大气夜间增强的季节变化,我们通过数值模拟的方法,研究了八小时潮汐向上传播并影响热层大气的季节变化特性。我们发现:1)背景纬向风以及径向风可以显著的影响八小时潮汐的向上传播过程;2)低层大气的八小时潮汐不仅影响着热层大气八小时潮汐分量的幅度和纬度分布,同时也影响背景风对八小时潮汐上传过程;3)背景平均温度和温度梯度的半球差异同样影响着八小时潮汐的上传过程。
[硕士论文] 王倩云
气象学 中国海洋大学 2015(学位年度)
摘要:本文使用了一个较能准确反映欧洲地区实际情况的热浪指数,基于美国环境预报中心和美国国家大气研究中心(NCEP/NCAR)发布的再分析资料中地面2米处气温场和500hPa位势高度场,通过聚类分析对欧洲地区热浪的时空变化特征以及对应的大气背景环流进行了研究。结果表明,欧洲大陆容易产生六类热浪型:西欧型(WE),俄罗斯型(RU),东欧型(EE),斯堪的纳维亚半岛型(SC),北海型(NS),伊比利亚半岛型(IB);在每一类热浪的生命期间,其相应位置都伴随着一个反气旋阻塞环流,表明这些热浪事件都与欧洲大陆阻塞的存在位置有关。我们发现这六类热浪的发生频率存在明显的年代际变化,并且20世纪80年代以后欧洲热浪明显增多的趋势可能与欧洲大陆的增暖背景有关,而欧洲大陆热浪发生频率的年代际变化则可能是夏季北大西洋涛动指数年代际变化的结果。夏季的北大西洋涛动(SNAO)事件的双偶极子结构通过位于欧洲地区的反气旋阻塞环流对欧洲大陆气温有重要调制作用,当SNAO处于正位相阶段时,欧洲大陆容易在高纬度产生热浪,反之当SNAO为负位相事件时,容易产生欧洲低纬度热浪,并且本文指出欧洲大陆的增暖背景并不影响SNAO对欧洲气温的调制作用。同时我们在研究中还发现:夏季北大西洋涛动事件可以是欧洲热浪发生的前期条件,在大西洋上偶极子的衰减阶段,下游影响欧洲热浪的阻塞环流增强;欧洲大陆阻塞异常落后于SNAO事件1-5天,其中IB型和WE型对应的阻塞环流与SNAO在大西洋上的偶极子同期相关,其余4类型热浪对应阻塞落后于SNAO在大西洋区域的偶极子4-5天。另一方面,大西洋-欧洲地区定常波列正距平的位置通过控制欧洲阻塞,来影响欧洲热浪发生的频率和位置;不同的波列结构排列会引起欧洲不同位置的热浪;相同的波列结构排列,但不同的东西位置会引起欧洲不同类型的热浪;相同的波列结构排列,但不同的倾斜方向也会引起不同类型的热浪。
[硕士论文] 陈佳迪
气象学 中国海洋大学 2015(学位年度)
摘要:本文将1950-2012年间的厄尔尼诺事件及其大气影响根据其不同的海表面温度异常(SSTA)空间分布型分为两类进行初步讨论。一类为东太平洋(EP)型厄尔尼诺,也被称作传统型厄尔尼诺,其特征是最强的暖海温异常分布在nino-3区(5° S-5° N,150°-90° W)。另一类是中太平洋(CP)型厄尔尼诺,在其它研究中也被称为暖池型厄尔尼诺、ElNino Modoki等,其特征是最强暖海温异常区位于日界线附近(5°S-5°N,160°E-150° W)。主要结论如下:
  (1)将两类厄尔尼诺按海温指数的峰值是否在冬季(CP型分为峰值在秋、冬、春)进行分类比较,峰值在不同季节的厄尔尼诺其海温异常、向外长波辐射(OLR)、大气环流场的分布和演变都有很明显的不同。峰值在冬季的EP型厄尔尼诺的海温异常更强,同时热带印度洋海温异常从IOD型向海盆模式转变的过程也更明显,热带地区对流活动和OLR异常的分布和演变基本与海温变化相吻合,赤道上空的西风异常和菲律宾海反气旋也更加明显。CP型的情况比较复杂,尤其是峰值在发展年秋季时,不但海温异常是最强的,热带印度洋的中部区域也出现了比峰值在其它季节时明显的海温异常。
  (2)波作用通量显示,在冬季EP型厄尔尼诺年中高纬度Rossby波的能量传播比CP型更加强盛,尤其是在太平洋上的能量活动中心比CP型更加明显;在夏季无论是EP还是CP型厄尔尼诺年波作用通量的强度都比在冬季时弱得多,Rossby波频散强烈的区域主要分布在西风带附近,但EP型仍然比CP型要强。
  (3)将两类厄尔尼诺年11-3月和5-9月的NAO指数分别进行合成,结果表明冬季12月和2月EP型NAO指数为正CP型为负,其中最明显的是12月;夏季5月、7月和9月EP型NAO指数为负CP型为正,其中最明显的是7月。
  (4)本文利用美国NOAA地球流体动力学实验室开发的AM2.1大气模式模拟了两类厄尔尼诺大气环流的演变过程,结果显示模式模拟的大气环流异常基本上与观测吻合,这表明大气对两类厄尔尼诺非绝热加热的响应可以很好的解释观测中两类环流场异常的区别。
[硕士论文] 张亮
计算机技术 北京化工大学 2015(学位年度)
摘要:近一百年,气候变暖已然成为越来越受瞩目的问题。它导致了一系列的气候问题和气象灾难。为了应对这些问题,科学家们研究地球各圈层的变化规律,模拟气候的演变过程,开发了地球系统模式的科学工具。随着模式研究的日趋深入,其输出的数据分辨率迅速增长,数据规模急剧膨胀。为了有效地处理海量的地学数据,人们开始使用可视化的方法,快速地将抽象数据转换为直观图像。然而,可视化处理过程会丢失数据的细节,有时需要进行精确的定量分析。这时,可视分析就借助数据分析的各种方法,帮助解析数据中隐含的信息。本文的主要工作内容有:
  1、分析地学数据自组织的特性,根据其分散、多源、异构和海量的特点,设计了由三层模型组成的数据结构及输入输出接口,兼容了多源异构的不同种类数据,实现了海量地学数据的高效存取。
  2、区分不同的地学数据类型,对单维地学数据采用伪彩色的可视化方法进行处理,并支持地学坐标的标注及颜色表的更改,快速地展现数据特征;对多维地学数据选用平行坐标的可视化方法,应用多种交互方式辅助分析,同时展现多个数据维度间的联系。
  3、应用可视分析的理念,先通过数据可视化,获得对数据的直观认识,再由用户选取感兴趣的查询变量,并交互地获得查询区域,通过多种数据分析方法,获得精确的分析结果,发现数据中蕴含的规律。
  4、结合地学数据高效存取、可视化及可视分析的技术,应用到地学领域,开发了可视诊断分析系统VisADE。系统支持多种模式的输出数据,支持可视化及可视分析功能的扩展,可以对海量数据进行快速有效地分析。
  本文面向海量地学数据,借助可视化快速而直观地呈现数据特点,再应用可视分析的方法定量地分析数据特征,帮助人们快速、准确地解析数据中蕴含的知识。最后,将涉及的技术和方法集成到可视诊断分析系统中,服务于地学日常数据分析。经大量的实践证明,本文所述的方法可以有效地满足海量地学数据的处理需求。
[硕士论文] 刁彩霞
数学 内蒙古大学 2015(学位年度)
摘要:Rossby孤立波是大气与海洋运动的主要波动之一,本文在层结流体准地转位涡方程,以及含有缓变地形下边界条件的基础上,用摄动方法与时空伸长变化得到层结流体中Rossby孤立波振幅满足的非线性方程.
  本文首先在直角坐标系下导出了推广的β效应(即Rossby参数β是纬度变量y的函数)的层结流体准地转位涡方程与带有缓变地形hB1(t)的下边界条件,进行无量纲化处理,得到无量纲化的控制方程与边界条件,然后引入G-M(Gardner-Morikawa)变换滤去快变量x,t;利甩小参数展开得到各阶摄动方程;用正交模方法讨论各阶问题,最后利用消奇异条件讨论Rossby孤立波在缓变地形、耗散与热源作用下Rossby孤立波振幅在慢变量ξ,τ下的演变规律.
  在准地转位涡方程的基础上,对地球流体中Rossby孤立波含有缓变地形、耗散与热源做了一些研究,主要内容如下:
  第一章介绍了地球流体中有关Rossby波的研究现状、研究方法与选题背景.
  第二章给出了有关处理地球流体的一些近似模式,并推导了推广的β平面近似下的正压模式、层结模式下地球流体的准地转方程以及带有缓变地形的下边界条件.
  第三章采用推广的β-平面近似模式,将β平面近似f=f0+β0y(β0是常数),进一步化为f=f0+β0(y)y这里β0(y)是纬度变量y的非线性函数,这样的近似可以更好的描述大气与海洋的运动,尤其在中高纬度地区.在下边界条件中考虑有缓变地形存在并利用扰动展开与时空伸长变化推导了Rossby孤立波振幅满足的Kortewege-deVrie s-B urgers(KdV-B urgers)方程与 Modify Kortewege-deVries(mKdV)方程的结论.
  第四章对本文所做工作的总结与展望.
[硕士论文] 霍雪丽
环境科学 天津师范大学 2015(学位年度)
摘要:为了揭示大气环流对中国北方岩溶地下水系统的影响,本文以海洋大气遥相关模式(厄尔尼诺南方涛动(ENSO)和太平洋十年涛动(PDO))、季风指数(印度夏季风指数(ISM)和西北太平洋季风指数(WNPM))和气象要素(温度、气压和降水)作为大气环流指标,以山西省娘子关泉泉水流量作为中国北方岩溶地下水的代表,利用斯皮尔曼等级相关系数和谱分析(多窗谱方法,小波功率谱和小波相干谱)方法对大气环流指标和泉水流量及其两者之间的相关性进行了分析。
  斯皮尔曼等级相关系数的结果显示:泉水流量与降水和气压之间的显著性正相关系数表明降水是娘子关泉域泉水流量的补给来源,同时,当地的气压对泉水流量也有促进作用;泉水流量与温度呈现显著的负相关关系,表明在气温较高的月份中,升高的温度增大了地表蒸散发量,减少了补给地下水的水分,因此泉水流量会减少;印度夏季风指数(ISM)和西北太平洋季风指数(WNPM)以及太平洋十年涛动(PDO)均与泉水流量呈现显著的负相关关系,说明季风和海洋大气遥相关模式PDO对娘子关泉域的泉水流量均有影响;此外,WNPM和PDO与泉水流量的最小负相关系数所对应的滞后月数小于降水与泉水流量的最大正相关系数所对应的滞后月数,表明WNPM和PDO可能通过泉水流量的其他补给方式更早得影响泉水流量。
  小波功率谱的结果显示季风指数(ISM和WNPM)和气象要素(温度,气压和降水)具有显著的1年周期,并且在时间域上呈现出全局性特征,而泉水流量仅在局部的时间域具有显著的1年周期。这表明降水这一包含季风和气象要素信息的载体在下渗过程及变为地下水后的传播过程中,可能由于岩溶含水层的调节,其1年的周期信号衰减,因此,泉水仅在局部时间具有1年的显著周期。
  多窗谱方法和小波功率谱均检测到泉水流量具有1年,3.4年和>20年的周期。关于泉水流量显著周期信号的重构序列和海洋大气遥相关模式(ENSO和PDO)及季风指数(ISM和WNPM)的斯皮尔曼等级相关系数和小波相干谱结果表明1年周期的泉水流量信号主要受季风影响;3.4年周期的泉水流量信号主要受ENSO的影响,且两者为负相关;>20年周期的泉水流量信号主要受PDO的影响,且两者为负相关。1年周期的泉水流量信号与ISM为显著正相关,这是由于印度夏季风强时,华北地区降雨量偏多,降雨补给增大,因此泉水流量增大。当ENSO或PDO处于正相位时,华北地区多干旱少雨,影响了水文循环中的重要水分输入和地下水补给,因此泉水流量减少。
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