地球表面氣溫波動(dòng)存在多種周期,太陽(yáng)輻射是地球氣候系統(tǒng)的外部驅(qū)動(dòng)力,其對(duì)地球表面氣溫具有一定的調(diào)制作用。利用Morlet復(fù)值小波變換法分析了1880以來(lái)地球陸地-海洋溫度指數(shù)的周期特征,識(shí)別出地球陸地-海洋溫度指數(shù)具有22年周期。在周期、相位、振幅等基礎(chǔ)上,對(duì)地球陸地-海洋溫度指數(shù)和太陽(yáng)黑子的22年周期分別進(jìn)行正弦函數(shù)擬合,得出地球陸地-海洋溫度指數(shù)的22年磁周期與太陽(yáng)黑子數(shù)量的22年周期呈正相關(guān)關(guān)系;進(jìn)一步分析表明,太陽(yáng)黑子數(shù)量的22年磁周期可能是地球陸地-海洋溫度指數(shù)22年周期的驅(qū)動(dòng)力。在99%置信水平下,太陽(yáng)黑子數(shù)量22年周期的振幅約為0. 21℃,對(duì)全球變暖的評(píng)估具有重要影響,為定量研究全球氣候及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制提供了新的證據(jù)。 

【文章來(lái)源】：高原氣象. 2020,39(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

地球陸洋溫度指數(shù)的22年周期擬合與波動(dòng)范圍

(1)1880年以來(lái)的地球陸洋溫度指數(shù)存在著準(zhǔn)22年周期，為太陽(yáng)黑子數(shù)量典型周期。在99%置信度下（2倍標(biāo)準(zhǔn)偏差），22年周期的振幅為0.21℃，即地球陸洋溫度指數(shù)所代表的地球表面氣溫以0.21℃為振幅波動(dòng)。根據(jù)IPCC第五次評(píng)估報(bào)告，自工業(yè)革命以來(lái)的全球變暖增溫幅度約為0.89℃（Stocker et al,2013），在不考慮相位影響的情況下，太陽(yáng)黑子22年周期對(duì)地球氣溫的貢獻(xiàn)占有重要比例。太陽(yáng)黑子數(shù)量的22年周期對(duì)地球表面氣溫的影響可達(dá)到20.2%（按99%置信度）。換句話說(shuō)，太陽(yáng)輻射數(shù)量對(duì)地球表面氣溫的影響不僅不是可以忽略的因素，而且極可能是重要的影響因素。因此，在進(jìn)行氣候評(píng)估時(shí)，應(yīng)給予充分考慮。(2）太陽(yáng)黑子數(shù)量的22年周期與地球陸洋溫度指數(shù)22年周期呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)太陽(yáng)黑子活動(dòng)22年周期位于正相位時(shí)，地球表面氣溫位于較溫暖階段；當(dāng)太陽(yáng)黑子數(shù)量22年周期位于負(fù)相位時(shí)，地球表面氣溫位于相對(duì)低溫階段。地球表面氣溫圍繞其22年滑動(dòng)均線呈準(zhǔn)正弦函數(shù)形式波動(dòng)。太陽(yáng)黑子數(shù)量的22年磁周期可能是地球陸地-海洋溫度指數(shù)的22年周期驅(qū)動(dòng)力。

以22年為滑動(dòng)平均參數(shù)，對(duì)地球陸洋溫度指數(shù)時(shí)間序列進(jìn)行滑動(dòng)平均（Moving Average），滑動(dòng)平均值置于中間位置，得到去除了22年以下周期影響的滑動(dòng)平均時(shí)間序列（圖2黑線）。地球陸洋溫度指數(shù)時(shí)間序列減去相應(yīng)的滑動(dòng)平均時(shí)間序列得到包含22年周期組分的時(shí)間序列（下稱差值時(shí)間序列，見(jiàn)圖2灰線），將非平穩(wěn)氣溫時(shí)間序列轉(zhuǎn)變成平穩(wěn)時(shí)間序列（裴益軒等，2001）。氣候系統(tǒng)在穩(wěn)定階段屬于強(qiáng)迫振動(dòng)，振幅為常數(shù)。在2倍標(biāo)準(zhǔn)偏差控制下，22年周期的振幅約為0.21℃；在1倍標(biāo)準(zhǔn)偏差控制下振幅約為0.11℃，代表了22年周期對(duì)地球陸洋溫度指數(shù)時(shí)間序列的影響程度。22年周期的振幅相應(yīng)于2013年IPCC第五次評(píng)估報(bào)告全球變暖升溫幅度0.89℃占有較大的比重（Stocker et al,2013），可能對(duì)全球變暖的評(píng)估具有重要影響。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]1981年以來(lái)中國(guó)夏季降水變化特征及其與SST和前期環(huán)流的聯(lián)系[J]. 李啟芬,吳哲紅,王興菊,張東海,肖媚.  高原氣象. 2020(01)
[2]氣候變化對(duì)甘肅河西地區(qū)干熱風(fēng)特征的影響[J]. 候啟,張勃,何航,李帥.  高原氣象. 2020(01)
[3]鄂爾多斯高原地區(qū)明清時(shí)期氣象災(zāi)害特征研究[J]. 奚秀梅,段樹(shù)國(guó).  高原氣象. 2019(02)
[4]Influences of the 11-yr Sunspot Cycle and Polar Vortex Oscillation on Observed Winter Temperature Variations in China[J]. Chunhui LU,Botao ZHOU.  Journal of Meteorological Research. 2018(03)
[5]第24太陽(yáng)活動(dòng)周地球附近磁云與非磁云事件的統(tǒng)計(jì)分析[J]. 婁飛,葉煜東.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]基于Hilbert-Huang變換的極端氣溫時(shí)間序列的尺度分析[J]. 閆允魯,馬皓,羅劍平,黃文華,邱翔,劉宇陸.  力學(xué)季刊. 2016(04)
[7]驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)磁周期的原因是什么?[J]. 姜杰,汪景琇,張敬華,畢少蘭.  科學(xué)通報(bào). 2016(27)
[8]近300a來(lái)天山中西部降水與太陽(yáng)活動(dòng)的小波分析[J]. 王濤,霍彥峰,羅艷.  干旱區(qū)研究. 2016(04)
[9]溫室氣體、海表面溫度、太陽(yáng)常數(shù)及火山活動(dòng)對(duì)中國(guó)地表氣溫影響之初探[J]. 張博,趙濱,陳隆勛,祝從文.  氣候與環(huán)境研究. 2015(01)
[10]毛烏素沙地1969—2009年主要?dú)夂蛞蜃訒r(shí)間序列小波分析[J]. 胡永寧,王林和,張國(guó)盛,秦艷,王穎,趙培林.  中國(guó)沙漠. 2013(02)

碩士論文
[1]基于小波分析的氣候要素長(zhǎng)時(shí)間序列分析[D]. 張海.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2018



本文編號(hào)：3545002