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遥相关

十月 17, 2023

大气科学中的遥相关是指气候异常在很远的距离上（通常为数千公里）产生相互关联。最具典型意义的遥相关是塔希提岛和澳大利亚达尔文的海平面气压“跷跷板”现象，亦即南方涛动。

研究历史 编辑

遥相关最早是由英国气象学家吉尔伯特·沃克爵士在19世纪后期通过计算大气压力、温度和降雨的时间序列之间的相关性发现的。它们作为理解气候变率的基石，表明后者并非纯粹是随机的。

事实上，厄尔尼诺-南方涛动(ENSO) 一词本身就隐含着该现象同时在多个地点发生的含义。后来学者注意到类似的遥相关同样发生在整个北美，称为太平洋-北美遥相关模式。

1980年代，不断改进的观测方法使得科学家得以在整个对流层中的更远距离上探测遥相关现象。[1]随之产生的理论是，由于地球的几何形状，可以通过罗斯贝波的发散现象来理解这种模式。[2]该模型有时被称为“原型模式”。[3]

理论 编辑

通过AE Gill[4]的理想模式计算，以及后来通过更复杂的模式计算，人们开始了解热带太平洋内的遥相关现象。

在“原型模式”的基础上，许多早期的遥相关理论都讨论了关于恒定平均状态的正压、线性化的大气流动模式。然而，当发现实际的遥相关模式对强迫的位置几乎不敏感时，该模式很快就失效了，这与这张简单图片提供的预测直接矛盾。根据Simmons和合作者[5]的观测，如果预先描述了更符合现实的背景状态，这种模式将变得不稳定，无论强迫的位置如何，都会导致类似的模式。这种“模态”属性正是模式正压性的产物，尽管它会由于更微妙的原因而在更基于现实的模式中出现。

2002年的研究表明，大多数从热带到温带的遥相关可以准确通过线性行星波在三维季节性变化的基本状态上的传播模式来解析。[6]由于这些模式会随着时间的推移而持续存在，并且在某种程度上“锁定”于山脉等地理特征，因此这些波被称为驻波。

与驻波机制不同，热带海洋和中纬度地区之间的另一种遥相关机制是沿纬度圈（即“纬向”）和半球之间对称的。它依赖于瞬态涡流和相互加强的平均大气流量之间的相互作用（即非线性）。这个机制可以解释ENSO遥相关在温度[7]和降雨方面的某些作用。[8]其他作者也提出了许多遥相关模式与当地气候变化因素之间的相关性。[9]

应用 编辑

由于热带海面温度可提前两年预测，[10]对遥相关模式的了解为偏远地区的气候变化提供了一定程度的可预测性，有时科学家甚至可以预测到未来几个季节的变化。 [11]例如，通过厄尔尼诺现象可以提前几周到几个月预测北美的降雨、降雪、干旱或气温变化情况。在吉尔伯特·沃克爵士的时代，强烈的厄尔尼诺现象通常会昭示较弱的印度季风，但这种负相关效应在1980年代和1990年代由于一些有争议的原因而减弱。 

参见 编辑

相关资料 编辑

  • Glantz, M.H; Katz, Richard W; Nicholls, N. Teleconnections Linking Worldwide Climate Anomalies. Cambridge: Cambridge University Press. 1991. ISBN 978-0-521-36475-1. 
  • Trenberth, Kevin E.; Branstator, Grant W.; Karoly, David; Kumar, Arun; Lau, Ngar-Cheung; Ropelewski, Chester. Progress during TOGA in understanding and modeling global teleconnections associated with tropical sea surface temperatures. Journal of Geophysical Research. 1998, 103 (C7): 14291–14324. Bibcode:1998JGR...10314291T. doi:10.1029/97JC01444.  无效|subscription=free (帮助)

参考文献 编辑

  1. ^ Wallace, John M.; Gutzler, David S. Teleconnections in the Geopotential Height Field during the Northern Hemisphere Winter. Monthly Weather Review. 1981, 109 (4): 784. Bibcode:1981MWRv..109..784W. doi:10.1175/1520-0493(1981)109<0784:TITGHF>2.0.CO;2.  无效|subscription=free (帮助)
  2. ^ Hoskins, Brian J.; Karoly, David J. The Steady Linear Response of a Spherical Atmosphere to Thermal and Orographic Forcing. Journal of the Atmospheric Sciences. 1981, 38 (6): 1179. Bibcode:1981JAtS...38.1179H. doi:10.1175/1520-0469(1981)038<1179:TSLROA>2.0.CO;2.  无效|subscription=free (帮助)
  3. ^ Trenberth, Kevin E.; Branstator, Grant W.; Karoly, David; Kumar, Arun; Lau, Ngar-Cheung; Ropelewski, Chester. Progress during TOGA in understanding and modeling global teleconnections associated with tropical sea surface temperatures. Journal of Geophysical Research. 1998, 103 (C7): 14291–14324. Bibcode:1998JGR...10314291T. doi:10.1029/97JC01444.  无效|subscription=free (帮助)
  4. ^ Gill, A. E. Some simple solutions for heat-induced tropical circulation. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1980, 106 (449): 447–462. Bibcode:1980QJRMS.106..447G. doi:10.1002/qj.49710644905. 
  5. ^ Simmons, A. J.; Wallace, J. M.; Branstator, G. W. Barotropic Wave Propagation and Instability, and Atmospheric Teleconnection Patterns. Journal of the Atmospheric Sciences. 1983, 40 (6): 1363. Bibcode:1983JAtS...40.1363S. doi:10.1175/1520-0469(1983)040<1363:BWPAIA>2.0.CO;2.  无效|subscription=free (帮助)
  6. ^ Held, Isaac M.; Ting, Mingfang; Wang, Hailan. Northern Winter Stationary Waves: Theory and Modeling. Journal of Climate. 2002, 15 (16): 2125. Bibcode:10.1.1.140.5658 请检查|bibcode=值 (帮助). doi:10.1175/1520-0442(2002)015<2125:NWSWTA>2.0.CO;2. 
  7. ^ Seager, Richard; Harnik, Nili; Kushnir, Yochanan; Robinson, Walter; Miller, Jennifer. Mechanisms of Hemispherically Symmetric Climate Variability*. Journal of Climate. 2003, 16 (18): 2960. Bibcode:2003JCli...16.2960S. doi:10.1175/1520-0442(2003)016<2960:MOHSCV>2.0.CO;2. 
  8. ^ Seager, R.; Harnik, N.; Robinson, W. A.; Kushnir, Y.; Ting, M.; Huang, H.-P.; Velez, J. Mechanisms of ENSO-forcing of hemispherically symmetric precipitation variability. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2005, 131 (608): 1501. Bibcode:2005QJRMS.131.1501S. doi:10.1256/qj.04.96. 
  9. ^ Ramadan, H. H.; Ramamurthy, A. S.; Beighley, R. E. Inter-annual temperature and precipitation variations over the Litani Basin in response to atmospheric circulation patterns. Theoretical and Applied Climatology. 2011, 108 (3–4): 563. Bibcode:2012ThApC.108..563R. doi:10.1007/s00704-011-0554-1. 
  10. ^ Chen, Dake; Cane, Mark A.; Kaplan, Alexey; Zebiak, Stephen E.; Huang, Daji. Predictability of El Niño over the past 148 years. Nature. 2004, 428 (6984): 733–6. Bibcode:2004Natur.428..733C. PMID 15085127. doi:10.1038/nature02439. 
  11. ^

十月 17, 2023
遥相关, 大气科学中的是指气候异常在很远的距离上, 通常为数千公里, 产生相互关联, 最具典型意义的是塔希提岛和澳大利亚达尔文的海平面气压, 跷跷板, 现象, 亦即南方涛动, 目录, 研究历史, 理论, 应用, 参见, 相关资料, 参考文献研究历史, 编辑最早是由英国气象学家吉尔伯特, 沃克爵士在19世纪后期通过计算大气压力, 温度和降雨的时间序列之间的相关性发现的, 它们作为理解气候变率的基石, 表明后者并非纯粹是随机的, 事实上, 厄尔尼诺, 南方涛动, enso, 一词本身就隐含着该现象同时在多个地点发生的含. 大气科学中的遥相关是指气候异常在很远的距离上 通常为数千公里 产生相互关联 最具典型意义的遥相关是塔希提岛和澳大利亚达尔文的海平面气压 跷跷板 现象 亦即南方涛动 目录 1 研究历史 2 理论 3 应用 4 参见 5 相关资料 6 参考文献研究历史 编辑遥相关最早是由英国气象学家吉尔伯特 沃克爵士在19世纪后期通过计算大气压力 温度和降雨的时间序列之间的相关性发现的 它们作为理解气候变率的基石 表明后者并非纯粹是随机的 事实上 厄尔尼诺 南方涛动 ENSO 一词本身就隐含着该现象同时在多个地点发生的含义 后来学者注意到类似的遥相关同样发生在整个北美 称为太平洋 北美遥相关模式 1980年代 不断改进的观测方法使得科学家得以在整个对流层中的更远距离上探测遥相关现象 1 随之产生的理论是 由于地球的几何形状 可以通过罗斯贝波的发散现象来理解这种模式 2 该模型有时被称为 原型模式 3 理论 编辑通过AE Gill 4 的理想模式计算 以及后来通过更复杂的模式计算 人们开始了解热带太平洋内的遥相关现象 在 原型模式 的基础上 许多早期的遥相关理论都讨论了关于恒定平均状态的正压 线性化的大气流动模式 然而 当发现实际的遥相关模式对强迫的位置几乎不敏感时 该模式很快就失效了 这与这张简单图片提供的预测直接矛盾 根据Simmons和合作者 5 的观测 如果预先描述了更符合现实的背景状态 这种模式将变得不稳定 无论强迫的位置如何 都会导致类似的模式 这种 模态 属性正是模式正压性的产物 尽管它会由于更微妙的原因而在更基于现实的模式中出现 2002年的研究表明 大多数从热带到温带的遥相关可以准确通过线性行星波在三维季节性变化的基本状态上的传播模式来解析 6 由于这些模式会随着时间的推移而持续存在 并且在某种程度上 锁定 于山脉等地理特征 因此这些波被称为驻波 与驻波机制不同 热带海洋和中纬度地区之间的另一种遥相关机制是沿纬度圈 即 纬向 和半球之间对称的 它依赖于瞬态涡流和相互加强的平均大气流量之间的相互作用 即非线性 这个机制可以解释ENSO遥相关在温度 7 和降雨方面的某些作用 8 其他作者也提出了许多遥相关模式与当地气候变化因素之间的相关性 9 应用 编辑由于热带海面温度可提前两年预测 10 对遥相关模式的了解为偏远地区的气候变化提供了一定程度的可预测性 有时科学家甚至可以预测到未来几个季节的变化 11 例如 通过厄尔尼诺现象可以提前几周到几个月预测北美的降雨 降雪 干旱或气温变化情况 在吉尔伯特 沃克爵士的时代 强烈的厄尔尼诺现象通常会昭示较弱的印度季风 但这种负相关效应在1980年代和1990年代由于一些有争议的原因而减弱 参见 编辑厄尔尼诺 南方涛动现象 平流层突然变暖相关资料 编辑Glantz M H Katz Richard W Nicholls N Teleconnections Linking Worldwide Climate Anomalies Cambridge Cambridge University Press 1991 ISBN 978 0 521 36475 1 Trenberth Kevin E Branstator Grant W Karoly David Kumar Arun Lau Ngar Cheung Ropelewski Chester Progress during TOGA in understanding and modeling global teleconnections associated with tropical sea surface temperatures Journal of Geophysical Research 1998 103 C7 14291 14324 Bibcode 1998JGR 10314291T doi 10 1029 97JC01444 无效 subscription free 帮助 参考文献 编辑 Wallace John M Gutzler David S Teleconnections in the Geopotential Height Field during the Northern Hemisphere Winter Monthly Weather Review 1981 109 4 784 Bibcode 1981MWRv 109 784W doi 10 1175 1520 0493 1981 109 lt 0784 TITGHF gt 2 0 CO 2 无效 subscription free 帮助 Hoskins Brian J Karoly David J The Steady Linear Response of a Spherical Atmosphere to Thermal and Orographic Forcing Journal of the Atmospheric Sciences 1981 38 6 1179 Bibcode 1981JAtS 38 1179H doi 10 1175 1520 0469 1981 038 lt 1179 TSLROA gt 2 0 CO 2 无效 subscription free 帮助 Trenberth Kevin E Branstator Grant W Karoly David Kumar Arun Lau Ngar Cheung Ropelewski Chester Progress during TOGA in understanding and modeling global teleconnections associated with tropical sea surface temperatures Journal of Geophysical Research 1998 103 C7 14291 14324 Bibcode 1998JGR 10314291T doi 10 1029 97JC01444 无效 subscription free 帮助 Gill A E Some simple solutions for heat induced tropical circulation Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 1980 106 449 447 462 Bibcode 1980QJRMS 106 447G doi 10 1002 qj 49710644905 Simmons A J Wallace J M Branstator G W Barotropic Wave Propagation and Instability and Atmospheric Teleconnection Patterns Journal of the Atmospheric Sciences 1983 40 6 1363 Bibcode 1983JAtS 40 1363S doi 10 1175 1520 0469 1983 040 lt 1363 BWPAIA gt 2 0 CO 2 无效 subscription free 帮助 Held Isaac M Ting Mingfang Wang Hailan Northern Winter Stationary Waves Theory and Modeling Journal of Climate 2002 15 16 2125 Bibcode 10 1 1 140 5658 请检查 bibcode 值 帮助 doi 10 1175 1520 0442 2002 015 lt 2125 NWSWTA gt 2 0 CO 2 Seager Richard Harnik Nili Kushnir Yochanan Robinson Walter Miller Jennifer Mechanisms of Hemispherically Symmetric Climate Variability Journal of Climate 2003 16 18 2960 Bibcode 2003JCli 16 2960S doi 10 1175 1520 0442 2003 016 lt 2960 MOHSCV gt 2 0 CO 2 Seager R Harnik N Robinson W A Kushnir Y Ting M Huang H P Velez J Mechanisms of ENSO forcing of hemispherically symmetric precipitation variability Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 2005 131 608 1501 Bibcode 2005QJRMS 131 1501S doi 10 1256 qj 04 96 Ramadan H H Ramamurthy A S Beighley R E Inter annual temperature and precipitation variations over the Litani Basin in response to atmospheric circulation patterns Theoretical and Applied Climatology 2011 108 3 4 563 Bibcode 2012ThApC 108 563R doi 10 1007 s00704 011 0554 1 Chen Dake Cane Mark A Kaplan Alexey Zebiak Stephen E Huang Daji Predictability of El Nino over the past 148 years Nature 2004 428 6984 733 6 Bibcode 2004Natur 428 733C PMID 15085127 doi 10 1038 nature02439 IRI Seasonal Climate Forecasts 取自 https zh wikipedia org w index php title 遥相关 amp oldid 76661405, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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