發(fā)布時間：2020-04-17 09:58

【摘要】：海洋初級生產(chǎn)力(net primary production,NPP)做為衡量海洋浮游植物光合作用能力的指標,是全球變化研究的重要內(nèi)容。海洋異常變化是指某時刻海洋環(huán)境要素相對于長時間序列平均狀態(tài)的變化,如海洋初級生產(chǎn)力的月均異常變化。海洋初級生產(chǎn)力異常變化的時空模式在全球以及區(qū)域尺度上具有明顯的周期變化和季節(jié)特征,并與全球變化典型信號厄爾尼諾—南方濤動(E1 Nino-Southern Oscillation,ENSO)之間存在著“響應”與“驅動”關系。盡管目前的研究分析了海洋表面葉綠素a濃度對兩類ENSO事件的響應,但針對海洋初級生產(chǎn)力的異常變化與兩類ENSO事件之間關系的研究偏少,難以刻畫異常變化的動態(tài)過程,及與ENSO的關聯(lián)機制。基于此,本論文在雙約束海洋異常變化時空聚簇挖掘方法的基礎上,利用長時間序列的柵格數(shù)據(jù)集,挖掘全球海洋初級生產(chǎn)力異常變化時空聚簇模式,并分析海洋初級生產(chǎn)力時空演變簇的空間分布及移動特征對兩類ENSO事件的響應。具體工作如下:1)整理分析了近二十年海洋初級生產(chǎn)力柵格數(shù)據(jù)集,研究了全球區(qū)域海洋初級生產(chǎn)力均值、趨勢、標準差空間分布特征,利用經(jīng)驗正交分解方法分析了全球海洋初級生產(chǎn)力時空模態(tài)分布型。結果表明(1)海洋初級生產(chǎn)力存在緯向分布的特征,赤道地區(qū)海洋初級生產(chǎn)力存在較為明顯的變化趨勢,沿岸地區(qū)與大洋中海洋初級生產(chǎn)力有著較為顯著的分布差異;(2)赤道太平洋海洋初級生產(chǎn)力存在以155°E為界的東西反向分布特征,在E1Nino年,東部海域海洋初級生產(chǎn)力異常降低、西部海域海洋初級生產(chǎn)力異常升高,而在La Nina年東部海洋海洋初級生產(chǎn)力異常升高、西部海域海洋初級生產(chǎn)力異常降低;(3)海洋初級生產(chǎn)力與ENSO循環(huán)在時間尺度上存在周期一致性,主要變化周期為18個月和28個月。2)通過改進海洋時空雙約束聚類挖掘方法,挖掘了近二十年海洋初級生產(chǎn)力的時空聚簇模式,分析了全球時空演變簇模式統(tǒng)計特征、空間分布以及移動特征,并從時空分布和空間移動兩個方面對比分析了海洋初級生產(chǎn)力時空演變簇與ENSO事件之間的關系。結果表明:(1)在EP(Eastern-Pacific)型E1Nino事件期間,海洋初級生產(chǎn)力異常低值時空簇主要分布在赤道太平洋東部或中東部海域,異常高值時空簇主要分布在西太平洋和南太平洋中部海域;在CP(Central-Pacific)型E1Nino事件期間,異常低值時空簇分布在太平洋中部,而異常高值時空簇分布在南太平洋與西太平洋海域;(2)在EP型La Nina事件期間,赤道太平洋中部及東部、赤道大西洋與印度洋海域出現(xiàn)異常高值時空簇,南太平洋中東部海域出現(xiàn)異常低值時空簇;在CP型La Nina事件期間,赤道太平洋中部出現(xiàn)異常高值時空簇;南太平洋中西部海域出現(xiàn)異常低值時空簇;(3)發(fā)生在赤道太平洋的海洋初級生產(chǎn)力時空演變簇,在EP(Eastern-Pacific)型ENSO事件期間具有東移特征,而在CP(Central-Pacific)型ENSO事件期間,時空演變簇在赤道太平洋中部海域產(chǎn)生并消亡。3)從ENSO事件發(fā)展規(guī)律出發(fā),基于海洋初級生產(chǎn)力異常演變簇模式,提出一種ENSO事件分類指數(shù),用來分別描述兩類ENSO事件的子類別。(1)新定義的基于海洋初級生產(chǎn)力異常演變簇的ENSO指數(shù),能夠明確區(qū)分不同類型ENSO事件的發(fā)生-發(fā)展-消亡的過程以及不同階段時空演變簇專題屬性異常變化程度及持續(xù)時間;(2)新指數(shù)可以根據(jù)時空演變簇質(zhì)心描述ENSO事件不同發(fā)展時期海洋初級生產(chǎn)力異常變化在關鍵區(qū)中的位置;(3)通過與現(xiàn)有的ENSO事件判斷及分類結果對比,新指數(shù)具有較為嚴格的定義,能夠監(jiān)測到程度弱、持續(xù)時間短的ENSO事件�？偨Y了近二十年來ENSO事件的類型及強度,對深入理解不同類型ENSO事件背后的物理機制及預測預報極端氣候事件方面均有重要意義。圖[42]表[4]參[88]
【圖文】：

布圖，從圖ａ中并不能明顯的看出哪個區(qū)域發(fā)生異常變化，ａ經(jīng)過月均距平后，逡逑得到圖ｂ，通過圖ｂ可以明顯的看出在區(qū)域１ＮＰＰ異常升高和區(qū)域２ＮＰＰ明顯降逡逑低。逡逑ｗｔ邐ｔ邋RG邐ｕｎ邐ｎａ－ｔ邋Ｍ？邐ｔｗｉｔ邐ｕａｎ邐ｔｔｒｙ邐ｗｔ＊邐？ｙｙ邋ｔ？ｒｔ邐ｉｊ？＊ｅ邋ｗｒｔ邋ｉｔｍ邋ｉｎ邐ｕ＊＊ｗ邋ｗ＊ｎ？邋ｉｓｍ＊邐ｈ0＝ｗ邋？－？？邐？？？？逡逑

Ｆｉｇ邋４邋Ｒｅｓｕｌｔ邋ｏｆ邋ｍｏｎｔｈｌｙ邋ａｎｏｍａｌｙ逡逑圖５為１９９８年１月ＮＰＰ分布圖，，圖ａ為月均距平之前的海洋表面ＮＰＰ分逡逑布圖，從圖ａ中并不能明顯的看出哪個區(qū)域發(fā)生異常變化，ａ經(jīng)過月均距平后，逡逑得到圖ｂ，通過圖ｂ可以明顯的看出在區(qū)域１ＮＰＰ異常升高和區(qū)域２ＮＰＰ明顯降逡逑低。逡逑ｗｔ邐ｔ邋RG邐ｕｎ邐ｎａ－ｔ邋Ｍ？邐ｔｗｉｔ邐ｕａｎ邐ｔｔｒｙ邐ｗｔ＊邐？ｙｙ邋ｔ？ｒｔ邐ｉｊ？＊ｅ邋ｗｒｔ邋ｉｔｍ邋ｉｎ邐ｕ＊＊ｗ邋ｗ＊ｎ？邋ｉｓｍ＊邐ｈ0＝ｗ邋？－？？邐？？？？逡逑
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P715.7

【參考文獻】

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本文編號：2630740