北太平洋海浪特征分析

利用最新的欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)提供的1979—2014年逐6 h的ERA-Interim有效波高和风速数据,分析近36a北太平洋海浪场的变化特征。结果表明:有效波高经验正交函数分解(EOF)的第1模态呈同相位分布,该模态与太平洋10 a涛动指数(PDO)和厄尔尼诺事件(ENSO)呈显著的遥相关,可以通过这些气候因子的变化来预测有效波高的年代际变化;第2模态表明北太平洋西部海域的有效波高有显著的递增趋势,而东部海域则逐渐减小;第3模态以45°N为界,西风带呈现高低纬反相的双涡型分布,并有显著的2.5 a左右年际变化周期。北太平洋海域有效波高和风速重现期极值的大值区位于西风带,重现期越长,日本群岛南部海域风速加强越显著,加强的极值区延伸到中国的东海甚至是菲律宾群岛的东部海岸。     

冬季太平洋海表温度与北半球中纬度大气环流异常的共变模态

根据近50年的全球海洋和大气再分析资料,利用奇异值分解和子波变换分析方法及绕极涡分析途径,揭示了冬季太平洋海表温度（SST）与北半球中纬度大气环流异常共变模态的时空特征．结果表明,冬季太平洋SST与北半球中纬度大气环流异常之间主要表现为两种时空结构显著不同的共变模态,即年际的ENSO模态和准20a时间尺度的年代际北太平洋模态．二者在空间结构上具有明显差异．对于年际ENSO模态,海洋异常表现为典型的ENSO型SST异常分布．其主信号在热带中东太平洋,次信号在北太平洋,两者变化位相相反;大气异常主要为PNA型波列,局限于太平洋一北美地区,具有局域性特征,对于年代际北太平洋模态,SST异常则主要限于中纬度北太平洋地区,表现为北太平洋中西部与北美西岸SST异常呈反相变化;大气异常则表现为整个中纬度西风带上纬向波列分布,具有纬向全球性特征,即不仅与PNA遥相关型联系,而且与太平洋上游的欧亚大气环流异常也有密切关系,当中纬度北太平洋异常冷时,则中纬度大气整个定常槽脊系统加强,反之,则减弱．进一步对大西洋分析表明,年代际北太平洋模态的产生很有可能与“两个海洋与一个大气”的耦合相互作用机制有关．     

ENSO影响热带大气季节内振荡的年代际变化特征

为了研究厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)现象影响热带大气季节内振荡(ISO)的年代际变化特征,利用奇异值分解(SVD)、小波分析和经验正交函数分析(EOF)等方法对热带大气ISO强度指数、赤道中东太平洋海温及热带大气环流场进行了分析。计算结果显示,20世纪70年代中期以前,ENSO对热带大气ISO的影响较弱;70年代中期以后,ENSO对热带大气ISO的影响加强。造成上述年代际变化的原因与热带大气环流的年代际变化有关,因此,ENSO对热带大气ISO的影响也存在年代际变化。     

年际和年代际气候变化的全球时空特征比较

5利用1950－1998年全球海洋同化分析资料和全球大气再分析资料，分析比较了全球海气系统年际和年代际变化的主要时空特征。结果表明：1）全球上层海洋年际变化主要为位于热带太平洋的ENSO模态，年代际变化最显区域中纬度海洋、赤道外热带东太平洋和大西洋及南半球高纬度区域；2）全球大气年际和年代际变化均主要位于中高纬地区尤其是两极地区，在年际时间尺度上，气温异常和气压异常没有明显的对应关系，但在年代际时间尺度上，气温增暖（变冷）常常伴随着气压的降低（升高）；3）在年际时间尺度上，发生在中高纬度陆地地区的大气年际变化和主要发生在热带海洋的上层海洋年际变化没有一致性的内在联系，前主要表现为大气内部（浑沌）变化，而后主要为热带海气相互作用产生的ENSO变化；4）在年代际时间尺度上，全球海洋大气系统大约在20世纪70年代均一致性地经历了一次跃变，其结果导致80年代以来，全球大范围地区（尤其是两极和西伯利亚地区）气温明显偏暖，赤道两侧的热带东太平洋、北美和南美西海岸及非洲西海岸等海域海表温度偏高，伴随着这种全球大范围背景增暖现象，青藏高原北部地区和格陵兰岛气温具有变冷趋势，而中纬度北太平洋和南半球高纬度海域海表温度也表现为降低。     

全球气候变化背景下浮游植物群落结构的变动及其对生物泵效率的影响

在全球气候变化和人类活动的双重影响下,海洋浮游植物乃至整个生态系统的结构已发生明显的变化(如生态系统转型).综述了在全球气候变化背景下,海洋浮游植物生物量及群落结构的变动趋势,探讨了浮游植物群落结构演变与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO),太平洋年代际涛动(PDO)和北大西洋涛动(NAO)等现象的关联,分析了群落结构与生物泵效率的耦合关系.     

热带印度洋海面温度与高度的相关性分析

基于海面温度与海面高度异常的月均数据,采用EOF、SVD和功率谱分析等方法,对热带印度洋海面温度与海面高度进行特征分析,研究两者在时空结构上的相关性。利用EOF方法分析出海面温度第二模态与海面高度第一模态的空间结构类似,呈现偶极型。相关分析与功率谱表明,两模态的时间序列存在滞后相关和类似的周期结构。SVD结果显示,第一耦合模态的相关系数达0.7左右,且左右场的空间形态呈现东西反相。这表明,海面高度偶极型与海面温度的单极型和偶极型存在着相关。同时,海面高度指数也表现与偶极子指数类似的结构特征。针对上述诊断分析事实特征,对海面温度和海面高度偶极子形成的物理机制进行了初步分析,总结了前人所做的一些工作,指出其中可能的影响因素。     

极移半年振荡的年际变化与北大西洋涛动

北大西洋涛动(NAO)是全球三大气象涛动之一,它是海气相互作用的产物. 采用标准化的北大西洋涛动指数(NAOI)来表示NAO的强度. 由观测极移参数反演得到极移激发函数,对此进行小波振幅谱分析,从而获得极移激发函数半年振荡的时频变化. 研究表明,极移激发函数半年振荡沿东经90°方向分量的振幅年际变化与NAO年际变化呈明显相关,并且主要是大气和海洋角动量变化共同激发的结果.     

大气环流年代际变化对东亚北部冬季气温异常的影响

 利用NCEP资料1949～1999年间的地表气温(SAT)进行经验正交函数分解(EOF).得到的前2个模态均表明,20世纪70年代中期以后,东亚北部地区冬季气温增暖明显,发生了显著的年代际变化.这种气温的异常变化主要受到东亚冬季风的直接影响.近20多年来,北极涛动维持在正位相并持续增强,其对东亚冬季风的影响也越来越显著,东亚冬季风持续减弱,使得东亚北部地区冬季气温增暖.通过对SAT和SLP进行奇异值分解(SVD),结果表明北极涛动的持续增强可能是东亚北部地区冬季增暖的重要原因之一.     

冬季全球大气季节内振荡的特征分析

利用欧洲中期数值天气预报中心的ERA-40逐日再分析资料,计算得到350 K等熵面上45年冬季气候平均位势高度场,再利用Butterworth滤波器得到等熵面上位势高度30～60 d低频波.应用经验正交分解(EOF)对冬季350 K等熵面上的低频位势高度场进行时空分析,结果表明:在第1主分量场上,空间分布特征最明显的是南极涛动(AAO)、北极涛动(AO)、北美-太平洋涛动(PNA)以及经向偶极型低频变化.这种空间分布形式说明在350 K等熵面上南北半球间通过太平洋地区的经向低频波列传播,使得AAO与AO相互影响,相互作用.第2主分量场上,空间分布特征则表现出全球经向和纬向上的低频波列特征,以及南北半球在大西洋地区的相互作用.将EOF分解得到的前2个主分量场的时间系数投影到1957—2002年冬季的时间序列中,发现冬季全球大气低频振荡在20世纪70年代末80年代初发生了明显的年代际突变,并在80年代末以后逐渐加强.说明在80年代末以后冬季南北半球的低频变化相互作用有所加强,也说明太平洋,大西洋上的经向传播特征更为明显.     

热带印度洋海温与海表面高度相关关系分析

为了研究热带印度洋偶极子(IOD)与海平面异常之间的相关性,采用经验正交函数分析方法(EOF)及Hilbert-Huang变换等统计方法,分析热带印度洋的海表面温度(SST)与海平面高度异常(SLA)的相关关系。通过对热带印度洋偶极子指数(DMI)与南方涛动指数(SOI)和SLA的相关性分析,得出IOD与El Nio-Southern Oscillation(ENSO)之间可能存在一定相关关系,此外,IOD与海平面变化有很好的相关性。通过对IOD爆发年的DMI以及海平面变化的分析,证实IOD具有季节锁相的重要特征,并探讨了该季节变化与海平面变化的相关关系。结果表明,IOD事件与海平面的变化这两者之间存在很强的一致性。     

一阶非线性偏差变元微分方程解的振动性

本文使用一种更为有效的方法得到了一类更为广泛的非线性偏差变元微分方程解的振动的充分条件，所得结果包含了文献［３］－［７］中的主要结果，并在很大程度上完善了［８］－［１０］的结果。本文中所出现的例子是难以由［３－１０］中的结果来处理的。     

Propagation of planetary-scale zonal mean wind anomalies and polar oscillations

Global atmospheric variables can be physically decomposed into four components:(1) the zonal time averaged climate symmetric component,(2) the time averaged climate asymmetric,(3) the zonal-mean transient symmetric anomaly,and (4) the transient asymmetric anomaly.This study analyzes the relationships between the intra-seasonal and inter-annual variability of planetary scale decomposed zonal and meridional winds in the tropopause,and oscillations such as those from the El Ni o-Southern Oscillation (ENSO),the Arctic Oscillation (AO) and the Antarctic Oscillation (AAO).The tropical inter-annual zonal mean wind anomalies in the tropopause are linked with the ENSO cycle and can propagate into the subtropics,mid-latitudes,and polar front regions via abnormal meridional vertical cells.Similarly,tropical intra-seasonal (40-60-d) zonal wind anomalies can reach the subtropics and mid-latitudes.The polar intra-seasonal zonal wind anomalies in the tropopause can propagate toward high-latitude areas.Thus,the AO and the AAO are the result of the interaction and propagation of these planetary scale zonal wind anomalies.     

Relationship between Arctic Oscillation and Pacific Decadal Oscillation on decadal timescale

The Pacific Decadal Oscillation (PDO) is one of the main modes to describe the climate variability in the North Pacific (NP)[1-5]. Recent studies showed that PDO is related to winter surface air temperature and precipitation over North America[3,6], the c…     

长基线中微子振荡实验的参数计算

本文应用中微子振荡理论，计算了长基线中微子振荡实验的几率和几率为确定值时的ｓｉｎ２θ和Δ之间的允许区情况以及中微子在物质（地球）中的传播轨迹。     

Variation of the NAO and NPO associated with climate jump in the 1960s

The interannual variation of the North Atlantic Oscillation (NAO) and North Pacific Oscillation (NPO) and its relationship with the climate jump in the Northern Hemisphere in the 1960s, are discussed using the data analyses. It is clearly shown that the amplitudes of the NAO and NPO were all increased obviously in the 1960s and the main period of the oscillations changed from 3–4 years before the 1960s to 8–15 years after the 1960s. Therefore, the climate jump in the 1960s is closely related to the anomalies of the NAO and NPO.     

一阶非线性中立型微分方程的振动性

给出一阶非线性中立型微分方程d/dt[α(t)x(t)-∑i=1^mbi(t)x(t-ri)] ∑j=1^nfj(t,x(t),x(t-τj(t)))＝0振动的一个充分性条件,其证明方法是独特的。     

非线性二阶泛函微分方程解的振动性

本文研究了非线性二阶泛函微分方程解的振动性。本文的结论推广和改进了已知的一些结果。     

一类脉冲时滞抛物Dirichlet边值问题的振动性质

考虑一类具有时滞的脉冲抛物Dirichlet边值问题。利用具有时滞的脉冲微分不等式建立了这类边值问题的若干振动准则。     

关于一类二阶中立型方程的振动准则的注记

考虑了一类具有二阶连续偏差变元的二阶中立型方程，得到了该类方程的振动准则，所得结果推广了以往的相应结果，并给出了具体例子     

基于振荡能量的失步振荡中心定位研究

失步解列在保护电力系统的稳定运行方面发挥着重要作用。然而,如果缺少失步振荡中心的位置信息,失步解列策略将无法得到有效实施。由于传统失步解列判据不能有效定位失步振荡中心,本文从振荡能量的角度阐释电力系统失步振荡过程,并创新性地提出了一个基于振荡能量的失步振荡中心定位方法。仿真算例验证了所提方法的有效性。