近百年全球平均地面气温准周期信号及其长期演变特征的分析精选.pdf

维普资讯 第 15卷 第6期 大 气 科 学 Vo 【25，N O 0 2001年 【1月 Chinese Journa[olAlmosphertc Sconces Kov 200】 近百年全球平均地面气温准周期信号 及其长期演变特征的分析 余锦华 丁裕 雪 南京气象学院 堙科学系，南京 210044 刮 晶淼 l由国气象q学研究院．北京 10008Il 摘 要 应 用奇 异谱分析 (SSA1方法 对全球及南北半球近 1o0多年 (1856-- 1997年) 逐 月地面气温距平序列的年际变化准周期性进 行诊断分析 ．结果表 明．全球 平均气温序 列甲 姒准 5～6年和准 4年周期振荡最显著，其次是准两年周期振 荡 各种准周期振 荡年代际演 变特征及其变率的阶段性．不但表现在振幅上 而且其波数亦很 明显。上述特征在全球．南 北半球都各有 明显的差异 奇 异交叉谱分析 【SCSA)表 明．全球平均地面气温的年际振荡 与气候 系统中其他 各子系统所隐古 准周期信号具有各种 耦台关系．尤其表 现在与 NiSo区 海温或南方涛动指数甲的准周期信号的耦台关系上 关键词：全球平均地面气温．准周期情号：奇异i普分析．耦台振荡 1 引言 近年来温室效应 的增强引起全球增温 已得到全世界普遍的关注。通常认为．近百年 来，全球平均地面气温升高了约 0 c左右…，虽然气温 的影响包括 自然 因素和人为因 素两个方面．但这一气温的实际变化趋势常常被认为是人为温室效应所为，那是 因为我 们还不能从实际气温变化信号中提取温室效应的那部分 气温趋势变化中，人为的影响 和 自然 因素的影响到底各 占多大 比莺．还 需进一步研究。 从全球平均地面气温序 列中可明显看出-．．气温并非是一直均匀上升的 而是存在 着突变和从几年到几十年的各种周期振荡=气候研究的摄终 目标是对未来气候变化作出 预测 短期气候诊断和预测是现阶段气候研究的重点。以往的研究偏重于对全球平均地 面气温的变化趋势及其突变性的分析 这显然是不够的。如果对全球平均温度变化的准 周期性有一个全面的认识、则有助于研究年际和年代际到百年尺度的全球气候变率及可 预报性．尤其对认识短期气候变化规律 以及预测至关重要。Nitta和 Yoshimura 曾对 全球地面平均气温的年际和年代际变化作功率谱分析．指出全球地面温度变化具有 10 ～ 20年和 2～7年的准周期振荡：Vaulard等 则用奇异谱分析 (SSA)方法揭示全球 999 122】收到．200005—12收纠再改稿 国家 自然科学基金资助项 维普资讯 768 大 气 科 学 地面气温记录 (IPCC序列)中的吾种准周期振荡，他们发现的显著周期有 4～5年、 10年、 15年、20--30年：TrenberlhL~I曾指 出近 几十年北太平洋存在较大的年代 际气候 变化等等：这些都进一步证实全球气候变化存在着各种时间尺度 的波动 但在长序 列的 研究中．各种准周期振荡的阶段 眭并未引起足够的重视 ．且准周期长度区分得 比较粗 糙 此外．通常的功率谱分析或晟大熵谱分析 (MESA)只能分辨出序列中蕴含的平均 周期信号 ，而不能描述某一准周期振荡随时间的演变特 点，SSA方法可 以弥补这些缺 陷．并能分解序列的各种准周期分量．从而可逐个研究其长期变化特征 ～J 气候系统中各子系玩并非孤立存在 ．它们往往具有复杂的相互作用。很多研究指 出 ENSO对全球平均气温 的变化有影 响，例如 Pan和 Oort认为 ，全球平均气温最 大值出现在 ElNifio顶 峰后的 6个月左右：Angelltgl指 出．大多数 ElNifio暖事件 的影 响仅限于热带和副热带地区