太平洋年代际振荡的年代际预测方法

发布时间：2024-03-22 04:27

　　太平洋年代际振荡(PDO)是北太平洋海表温度年代际变率的主模态。由于太平洋年代际振荡对区域乃至全球气候的显著影响,其合理的预测结果可以带来多方面收益。然而,针对太平洋年代际振荡及其有关的海表温度的年代际预测,目前气候模式的预测水平还十分有限,因此,提出了一个新的增量方法。一系列的验证结果表明,增量方法可以有效预测太平洋年代际振荡,其中包括成功预测出其振荡的年代际转折。增量方法的预测过程主要包括3个步骤:(1)采用5 a滑动平均得到太平洋年代际振荡的年代际变率;(2)利用3 a增量形式的预测因子构建预测模型,预测3 a增量的太平洋年代际振荡(DI_PDO);(3)将预测得到的DI_PDO加上3 a前的观测PDO,得到最后预测的PDO。增量方法亦可以应用到气候系统年代际内部变率的其他模态(如:北大西洋年代际振荡)和其他气候变量的年代际预测(如:海表温度)。

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【部分图文】：

图4DI＿PDO(a、d）和PDO(b、e）的预测及PDO的9a滑动t检验（c、f)(a、b、c.1906—2009年剔除5a的交叉检验结果，d、e、f.1975—2009年独立试报结果；浅粉色色域表示95%的预测置信区间。R为观测和预测的相关系数；c和f中的细实线分为别95%和99%的信度水平阈值）

图31906—2009年DI＿PDO与超前3a预测因子的25a滑动相关（a.DI＿AL,b.DI＿SSH,c.DI＿SIC；虚线为90%的信度t检验阈值，有效样本分别为13、13和10)式中，DI＿AL为增量形式的9—11月海平面气压（36°—44°N,180°—166°....

图1(a)1901—2009年年代际PDO指数与5a滑动平均的冬季全球海表温度相关系数及（b)1901—2009年年代际PDO指数（实线）和1903—2009年DI＿PDO（柱）

基于增量形式的预测因子构建一个经验统计模型预测DI＿PDO。该模型的建立主要通过以下3个步骤：（1)Newman等（2016）总结出的PDO变率主要与阿留申低压、源于热带的遥相关以及中纬度海洋动力过程有关，基于以上3个物理过程寻找潜在的预测因子；（2）采用5a滑动平均得到年代际....

图21906—2009年冬季DI＿PDO与超前3a预测因子的相关系数（a.秋季（9—11月）增量形式的海平面气压，b.春季（3—5月）增量形式的海表高度，c.冬季（12—2月）增量形式的海冰密集度；加点区域为通过90%的信度t检验，矩形表示预测因子的关键区，分别为DI＿AL(36°—44°N,180°—166°W),DI＿SSH(28°—33°N,155°—140°W),DI＿SIC(70°—75°N,15°—2°W))

基于以上3个步骤，选择3个超前3a的预测因子，分别为增量形式的秋季阿留申低压（DI＿AL）、增量形式的冬季格陵兰海冰（DI＿SIC）和增量形式的春季中太平洋海表高度（DI＿SSH）。大部分北太平洋海表温度变率主要受大气驱动（Smirnov,etal,2014）,但由于埃克曼输....

图6同图4，但为基于超前3a的阿留申低压、海冰密集度和海表高度的统计预测模型直接预测的年代际PDO指数（a.剔除五年交叉检验的1906—2009年年代际PDO指数，c.其滑动9a的滑动t检验结果，b.独立试报的1975—2009年年代际PDO指数，d.其9a的滑动t检验结果）

式中，AL为9—11月海平面气压（35°—50°N,175°E—160°W）的区域平均值；SIC为12—2月海冰密集度(78°—85°N,0°—90°E）的区域平均值；SSH为3—5月海表高度（30°—35°N,170°—155°W）的区域平均值。AL、SIC和SSH分别可以解释....

本文编号：3934631