小波分析揭示北极涛动与北大西洋涛动1975年前后的周期变化特征

本文主要探讨了北极涛动（AO）和北大西洋涛动（NAO）在2007年的低频变化特征及其周期性分析。作者运用小波分析这一先进的统计方法，深入研究这两个关键气候模式的动态行为。研究发现： 1. 北极涛动AO在1965年之前表现出明显的准两年周期振荡，但在1975年之后，周期性发生了转变，转变为8年和16年周期。这种周期性的改变反映了气候系统可能存在的多尺度动力学过程。 2. 北大西洋涛动NAO同样显示出类似的周期性变化，但其8年周期出现在60年代末至1976年左右，而16年周期则不明显。这一结果揭示了NAO与AO在周期性上可能存在不同的响应机制。 3. 1975年前后，AO和NAO的准8年周期的交叉小波能谱达到了极大值，这与北半球气候突变时期相吻合，可能暗示着这两个气候模式的相互作用在这个时间节点上达到了一个显著的阈值。 4. 在此期间，AO和NAO的模态特征也发生了变化。AO的中心从北大西洋地区向东移动，特别是在地中海区域，而NAO的中心则出现了太平洋中心的增强，导致其纬向对称环形模态在气候突变后更为显著。 5. NAO被定义为北半球热带外地区位势高度场低频变化的主要模态之一，它不仅影响西风强度，还与欧洲和北美东部的冬季气候密切相关。AO则是平流层极涡强度变化在地面要素场的体现，其与NAO的关系和动态变化对于理解全球气候变化具有重要意义。 6. 最近的研究指出，AO的生成与极地对流层的波动强迫有关，通过极区上升运动引发的经向流导致了地面气压的波动，这进一步证明了气候系统内部复杂而动态的相互作用。 7. 文章引用的年代际趋势研究显示，AO和NAO的变化对北半球冬季气候产生了显著影响，特别是增暖趋势，这提示了它们在气候变化中的潜在关键角色。 本文通过细致的小波分析，揭示了北极涛动和北大西洋涛动在特定历史时期的低频变化特性，为气候系统的动力学理解提供了重要见解。