1880年以来地球陆地-海洋温度指数中的太阳黑子活动周期研究
发布时间：2021-12-21 19:00
地球表面气温波动存在多种周期,太阳辐射是地球气候系统的外部驱动力,其对地球表面气温具有一定的调制作用。利用Morlet复值小波变换法分析了1880以来地球陆地-海洋温度指数的周期特征,识别出地球陆地-海洋温度指数具有22年周期。在周期、相位、振幅等基础上,对地球陆地-海洋温度指数和太阳黑子的22年周期分别进行正弦函数拟合,得出地球陆地-海洋温度指数的22年磁周期与太阳黑子数量的22年周期呈正相关关系;进一步分析表明,太阳黑子数量的22年磁周期可能是地球陆地-海洋温度指数22年周期的驱动力。在99%置信水平下,太阳黑子数量22年周期的振幅约为0. 21℃,对全球变暖的评估具有重要影响,为定量研究全球气候及其驱动机制提供了新的证据。
【文章来源】：高原气象. 2020,39(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
地球陆洋温度指数的22年周期拟合与波动范围
(1)1880年以来的地球陆洋温度指数存在着准22年周期，为太阳黑子数量典型周期。在99%置信度下（2倍标准偏差），22年周期的振幅为0.21℃，即地球陆洋温度指数所代表的地球表面气温以0.21℃为振幅波动。根据IPCC第五次评估报告，自工业革命以来的全球变暖增温幅度约为0.89℃（Stocker et al,2013），在不考虑相位影响的情况下，太阳黑子22年周期对地球气温的贡献占有重要比例。太阳黑子数量的22年周期对地球表面气温的影响可达到20.2%（按99%置信度）。换句话说，太阳辐射数量对地球表面气温的影响不仅不是可以忽略的因素，而且极可能是重要的影响因素。因此，在进行气候评估时，应给予充分考虑。(2）太阳黑子数量的22年周期与地球陆洋温度指数22年周期呈正相关关系。当太阳黑子活动22年周期位于正相位时，地球表面气温位于较温暖阶段；当太阳黑子数量22年周期位于负相位时，地球表面气温位于相对低温阶段。地球表面气温围绕其22年滑动均线呈准正弦函数形式波动。太阳黑子数量的22年磁周期可能是地球陆地-海洋温度指数的22年周期驱动力。
以22年为滑动平均参数，对地球陆洋温度指数时间序列进行滑动平均（Moving Average），滑动平均值置于中间位置，得到去除了22年以下周期影响的滑动平均时间序列（图2黑线）。地球陆洋温度指数时间序列减去相应的滑动平均时间序列得到包含22年周期组分的时间序列（下称差值时间序列，见图2灰线），将非平稳气温时间序列转变成平稳时间序列（裴益轩等，2001）。气候系统在稳定阶段属于强迫振动，振幅为常数。在2倍标准偏差控制下，22年周期的振幅约为0.21℃；在1倍标准偏差控制下振幅约为0.11℃，代表了22年周期对地球陆洋温度指数时间序列的影响程度。22年周期的振幅相应于2013年IPCC第五次评估报告全球变暖升温幅度0.89℃占有较大的比重（Stocker et al,2013），可能对全球变暖的评估具有重要影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1981年以来中国夏季降水变化特征及其与SST和前期环流的联系[J]. 李启芬,吴哲红,王兴菊,张东海,肖媚. 高原气象. 2020(01)
[2]气候变化对甘肃河西地区干热风特征的影响[J]. 候启,张勃,何航,李帅. 高原气象. 2020(01)
[3]鄂尔多斯高原地区明清时期气象灾害特征研究[J]. 奚秀梅,段树国. 高原气象. 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太阳活动周地球附近磁云与非磁云事件的统计分析[J]. 娄飞,叶煜东. 空间科学学报. 2017(04)
[6]基于Hilbert-Huang变换的极端气温时间序列的尺度分析[J]. 闫允鲁,马皓,罗剑平,黄文华,邱翔,刘宇陆. 力学季刊. 2016(04)
[7]驱动太阳磁周期的原因是什么?[J]. 姜杰,汪景琇,张敬华,毕少兰. 科学通报. 2016(27)
[8]近300a来天山中西部降水与太阳活动的小波分析[J]. 王涛,霍彦峰,罗艳. 干旱区研究. 2016(04)
[9]温室气体、海表面温度、太阳常数及火山活动对中国地表气温影响之初探[J]. 张博,赵滨,陈隆勋,祝从文. 气候与环境研究. 2015(01)
[10]毛乌素沙地1969—2009年主要气候因子时间序列小波分析[J]. 胡永宁,王林和,张国盛,秦艳,王颖,赵培林. 中国沙漠. 2013(02)
硕士论文
[1]基于小波分析的气候要素长时间序列分析[D]. 张海.中国地质大学(北京) 2018
本文编号：3545002
【文章来源】：高原气象. 2020,39(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
地球陆洋温度指数的22年周期拟合与波动范围
(1)1880年以来的地球陆洋温度指数存在着准22年周期，为太阳黑子数量典型周期。在99%置信度下（2倍标准偏差），22年周期的振幅为0.21℃，即地球陆洋温度指数所代表的地球表面气温以0.21℃为振幅波动。根据IPCC第五次评估报告，自工业革命以来的全球变暖增温幅度约为0.89℃（Stocker et al,2013），在不考虑相位影响的情况下，太阳黑子22年周期对地球气温的贡献占有重要比例。太阳黑子数量的22年周期对地球表面气温的影响可达到20.2%（按99%置信度）。换句话说，太阳辐射数量对地球表面气温的影响不仅不是可以忽略的因素，而且极可能是重要的影响因素。因此，在进行气候评估时，应给予充分考虑。(2）太阳黑子数量的22年周期与地球陆洋温度指数22年周期呈正相关关系。当太阳黑子活动22年周期位于正相位时，地球表面气温位于较温暖阶段；当太阳黑子数量22年周期位于负相位时，地球表面气温位于相对低温阶段。地球表面气温围绕其22年滑动均线呈准正弦函数形式波动。太阳黑子数量的22年磁周期可能是地球陆地-海洋温度指数的22年周期驱动力。
以22年为滑动平均参数，对地球陆洋温度指数时间序列进行滑动平均（Moving Average），滑动平均值置于中间位置，得到去除了22年以下周期影响的滑动平均时间序列（图2黑线）。地球陆洋温度指数时间序列减去相应的滑动平均时间序列得到包含22年周期组分的时间序列（下称差值时间序列，见图2灰线），将非平稳气温时间序列转变成平稳时间序列（裴益轩等，2001）。气候系统在稳定阶段属于强迫振动，振幅为常数。在2倍标准偏差控制下，22年周期的振幅约为0.21℃；在1倍标准偏差控制下振幅约为0.11℃，代表了22年周期对地球陆洋温度指数时间序列的影响程度。22年周期的振幅相应于2013年IPCC第五次评估报告全球变暖升温幅度0.89℃占有较大的比重（Stocker et al,2013），可能对全球变暖的评估具有重要影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1981年以来中国夏季降水变化特征及其与SST和前期环流的联系[J]. 李启芬,吴哲红,王兴菊,张东海,肖媚. 高原气象. 2020(01)
[2]气候变化对甘肃河西地区干热风特征的影响[J]. 候启,张勃,何航,李帅. 高原气象. 2020(01)
[3]鄂尔多斯高原地区明清时期气象灾害特征研究[J]. 奚秀梅,段树国. 高原气象. 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太阳活动周地球附近磁云与非磁云事件的统计分析[J]. 娄飞,叶煜东. 空间科学学报. 2017(04)
[6]基于Hilbert-Huang变换的极端气温时间序列的尺度分析[J]. 闫允鲁,马皓,罗剑平,黄文华,邱翔,刘宇陆. 力学季刊. 2016(04)
[7]驱动太阳磁周期的原因是什么?[J]. 姜杰,汪景琇,张敬华,毕少兰. 科学通报. 2016(27)
[8]近300a来天山中西部降水与太阳活动的小波分析[J]. 王涛,霍彦峰,罗艳. 干旱区研究. 2016(04)
[9]温室气体、海表面温度、太阳常数及火山活动对中国地表气温影响之初探[J]. 张博,赵滨,陈隆勋,祝从文. 气候与环境研究. 2015(01)
[10]毛乌素沙地1969—2009年主要气候因子时间序列小波分析[J]. 胡永宁,王林和,张国盛,秦艳,王颖,赵培林. 中国沙漠. 2013(02)
硕士论文
[1]基于小波分析的气候要素长时间序列分析[D]. 张海.中国地质大学(北京) 2018
本文编号：3545002
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/tianwen/3545002.html