（气象学专业论文）太平洋潜热变化及其与中国冬季气温的关系.pdf

学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以。求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实 的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机 构已经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所傲的贡献均已在论文中做了声明并表 示了谢意。 作者签名：整圭1 8 日期：竺! ! 每兰日 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸面版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容便如有 关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名：签坌1 9 日 期：堡兰三旦 太平洋潜热变化及其与中国冬季 气温的关系 中文摘要 利用n c e p n c a r 提供的月平均潜热通量场、海平面气压场、高度场和风场资料， n o a a 提供的海温场资料，以及我国1 6 0 站气温资料，对太平洋的潜热通量和我国气温进 行统计诊断分析。 潜热距平场的e o f 分析表明，秋冬季最主要的空间分布为黑潮及其延伸体处与赤道中 东太平洋的反位相特征；春夏季为澳大利亚以东与赤道中东太平洋的反位相特征。其时间 系数在近5 5 年来都有显著的下降趋势，且在7 0 年代中期左右都发生了突变。 在年代际时间尺度上，冬季太平洋潜熟在1 9 7 5 1 9 7 6 发生突变，突变后，在黑潮及其 延伸体处的海洋向大气输送潜热，沿赤道太平洋大气向海洋输送潜热，同时，欧亚大陆的 海平面气压场为“南高北低”的形势，西伯利亚高压强度减弱，5 0 0 h p a ，乌拉尔山处的脊 减弱，东亚大槽也减弱，我国上空的8 5 0 h p a 为偏南风。我国的冬季气温增暖，且北方地区 的增温明显大于南方。突变前与之相反。 在年际时间尺度上，当冬季黑潮及其延伸体处大气向海洋( 海洋向大气) 输送潜热，东 北太平洋海洋向大气( 大气向海洋) 输送潜热时，东北地区气温下降( 上升) ，而华中华南地区 气温上升( 下降) 。另外，在太平洋潜热场处于不同的年代际背景下，它与大气环流和我国 气温之间的年际变化关系存在很大的差异。在太平洋潜热场突变以前，潜热在赤道太平洋， 为正( 负) 距平。东西伯利亚高压和阿留申低压都减弱( 增强) ，东亚大槽北部加深( 减弱) ，南 部减弱( 加深) ，在我国东北地区为偏北( 南) 风，气温下降( 上升) ，华南地区为偏南( 北) 风， 气温上升( 下降) 。此外，海温场主要表现为赤道中东太平洋的增暖( 变冷) ，但该地区的海温 与我国冬季气温的关系并不显著。在太平洋潜熟场突变以后，潜热在黑潮及其延伸体处为 负( 正) 距平，东北太平洋为正( 负) 距平。西伯利亚高压和阿留申低压都减弱( 增强) ，东亚太 槽北部加深( 减弱) ，南部减弱( 加深) ，乌拉尔山处的脊减弱( 加强) ，我国东部沿海和河套地 区为很强的偏南( 北) 风，气温上升( 下降) 。此外，海温场同样表现为赤道中东太平洋的增暖 ( 变冷) ，而它与我国冬季气温存在了关系显著的区域。 关键词：潜热通量，冬季气温，年代际变化，年际变化 t h ev a r i a t i o no ft h el a t e n th e a tf l u xa n di t s r e l a t i o n s h i pw i t ht h ew i n t e ra i rt e m p e r a t u r e ；n u n i n a a b s t r a c i t b a s e do nt h el a t e n th e a tf l u x , s e al e v e lp r e s s l l r e h e i g h ta n dw i n dm o n t h l ym e a r td a t af r o m n c e p , 也es e as u r f a c et e m p e m t u r ed a t af r e ln o 从a n dt h ea i rt e m p e m t u r ed a t ai n1 6 0s m t i o u s i nc h i n a , t h el a t e n th e a tf l u x e so v e rt h ep a c 遗co c e a l la n dt h ea i rt e m p e r a t u r ei nc h i n aw e r e e x a l n i n e d t h e1 a t e n th e a ta n o m a l i e sa r ea n a i y z e db yu s i n ge o fm e t h o d i ti sf o u n dt h a tt h e1 4 m o d e s d e s c r i b et h ec o n t r a r yp h r a s eo f k u r o s h i oe x t e n s i o na n dt h ec q u a t o r i a lm i d - e a s tp a c i f i c0 c e a ni n w i n t e ra n df 酊1 a n dt h ec o n t r a r yp h r a s eo ft h ee a s to fa u s u a l i aa n de q u a t o r i a lm i d - e a s tp a c i f i c o c e b l li ns p r i n ga n ds u m m e r 1 1 t i m es e r i e ss h o wt h a tt h e r ea r ed e c l i n a sd u r i n gt h el t c g n t5 5 y e a r sa n d 曲r a p ti nt h em i d d l eo f1 9 7 0 s h l 也ed e c a d a ls c a l e t h e r ei s 强a b r u p ti n1 9 7 5 1 9 7 6f o rt h el a t e n th e a to v e rt h ep a c i f i c 0 c e a ni nw i n t e r a t i e rt h ea b r u p t , t h eo c e a nr e l e a s e s1 a t e n th e a ti nk u r o s h i ee x t e n s i o n w h i l et h e o c e a ng e t sl a t e n th e a ti nt h ee q u a t o r i a lm i d - e a s tp a c i f i c0 c e s n a tt h es a z b et i m e , t h es l po v e r t h ee u r o p e - - a s i a nc o n f i n e n ti s s o u t hh i g hn o r t hl o w m e d e ，t h es i b e r i a nh i 吐b e c o m e sw e a k e r , t h er i d g eo v e r 廿1 eu r a lm o u n t a i nb e c o m e sw e a k e r , s od o e st h ee a s ta s i a nt r o u g h , a n do v e rc h i n a t h ew i n di sf r o ms o u t h t h ew i n t e ra i rt e m p e r a t u r ei nc h i n ar i s e su p ，a n dt h ec h a n g i n ge x t e mi s l a r g e ri nn o r t hc h i mt h a ni ns o u t hc h i n a a n dv i c ev e r s a i nt h ea n n u a ls c a l e 。血ew i n t e ra i rt e m p e r a t u r e si nt h en o r t h e a s to f c h i n ar i s eu p w h i l et h e a i rt e m p e r a t u r e si nt h em i d d l eo fc h i n aa n ds o u t hc h i n ag od o w n , w h e nt h eo c e a ng e t sl a t e n t h e a ti nk u r o s h i ee x t e n s i o na n dr e l e a s e s1 a t e n th e a ti nl h en o r t h e a s to f t h ep a c i f i co c e a n , a n dv i c e v e r s a i na d d i t i o n , t h ea n n u a lc o n n e c t i o n sa m o n g 也el a t e n tb e a tf l u xo v e rt h ep a c i f i c0 c e 组t h e a i rc e l la n dt l l ew i n t e ra i rt e m p e r a t u r ei nc h i n aa r ed i f f e r e n t u n d e rd i f f e r e n td e c a d a lb a c k g r o u n d s b e f o nt h ea b r u p t t h el a t e n th e a ta n o m a l yi sp o s i t i v ei nt h ee q u a t o r i a lp a c i f i co c e a n , t h ee a s t s i b e r i a nh i g ha n d 也ea l e u t i a nl o wb e c o m ew e a k e r , 也en o r t hr a n g eo ft h ee a s ta s i a nt r o u g h s t r e n g t h e na n dt h es o u t hr a n g ew e a k e n , a n ds ot h ep r e v a l e n tw i n di s 舶mn o r t hi nn o r t h e a s to f c h i n a , w h e r et h ea i rt e m p e r a t u r eg o e sd o w n , w h i l et h ep r e v a l e n tw i n di sf r o ms o u t hi ns o u t h c h i m w h e r et h ea i rt e r n p e r a t u r er i s e su p a d d i t i o n a l l y , s s tb e c o m e sw a r m e ri nt h ee q u a t o r i a l m i d - e a s tp a c i f i c0 c e a n , w h i l ei t sl i n k a g et ot h ew i n t e ra i rt e m p e r a t u r ei sn o tw o m i n e m a r e rt h e a b r u p t , t h e1 a t e n th e a ta n o m a l yi sn e g a t i v ei n t h ek u r u s h i oe x t e n s i o na n dp o s i t i v ei nt h e n o r t h e a s to f t h ep a c 访co c e a n , 出es i b e r l a nh i g l la n dt h ea l e u t i a nl o ww e a k e n , t h en o r t hr a n g e o ft h ee a s ta s i a nt r o u g hs t r e n g t h e na n dt h es o u t hr a n g ew e a k a n , 也er i d g eo v e rt h eu r a l m o u n t a i nw e a k e n , a n ds ot h ep r e v a l e mw i n di sf r o ms o u t hi nt h ee a s to f c h i n aa n dh e t a oa r e a w h e r et h ea i rt e m p e r a t u r er i s e su d ha d d i f i o n , s s tb e c o m e sw a r m e ri nt h ee q u a t o r i a lm i d - e a s t p a c i f i c0 c e a n , a n di 乜l i n k a g et ot h ew i n t e ra i rt e m p e r a t u r ei sp r o m i n e n t k e yw o r d ：l a t e n th e a tf l u x ，w i n t e ra i rt e m p e r a t u r e ，d e c a d a lv a r i a n c e ，a n n u a lv a r i a n c e 2 第一章绪论 地球的气候系统主要是由大气、海洋、冰雪、陆地和生物圈组成。这些圈层的化学结 构，热力学和动力学状态不同，因而性质各异。通过复杂的物理过程，包括穿过它们之间 界面的能量、动量和物质通量，产生许多反馈机制，使气候系统成为相互作用的综合系统。 其中，海洋占地球总面积的7 1 ，大气覆盖了整个地球，它们作为气候系统中的两个圈层。 各自的状态及相互耦合的状态对地球的可居住性，特别是地球的气候，有深远影响。1 1 】 1 1 太平洋海气相互作用的研究 b j e r k n e s s 口1 第一次提出把海洋和大气结合在一起，研究海洋和大气之间的耦合作用。此 后，气象学家、海洋学家在海气相互作用机制、海气热交换年变化与季节变化特征、海洋 海温变化对大气环流和气候年际变化的影响及不同时间尺度的海气相互作用等方面已作了 大量的研究工作。 一方面，太平洋海区存在明显的年际变化_ e n s o ( e 1n i i oa n ds o u t h e mo s c i l l a t i o n ) 现象。2 0 世纪8 0 年代以来e 1 n i g o 事件明显增多，主导周期增加为4 年，强度也有所加 强。对于e n s o 形成机制有以下理论研究。早期的许多研究 2 - 3 1 表明e 1n i j 如的发生是信风 减弱的结果。w 嫩一提出了e ln i i 曲发生的海洋学模型。a n d e r s o n i s l 提出了赤道波动理论。 p h i l a n d e 和y a m a g a t a 【b 1 通过耦合模式，提出不稳定的海气相互作用可以触发e n s o 的形成。 巢纪平和张人禾1 7 1 从动力学分析上提出不稳定的海气相互作用可以产生不稳定的波动。在 综合赤道波动理论和不稳定海气相互作用理论的基础上，许多气象学家和海洋学家 s q o 提 出了时滞振子理论。与时滞振子理论不同的是，m e n k e s 和b o u l a a g e r 1 1 1 发现在1 9 9 3 年，是 风强迫产生上升的k e l v i n 波导致了东太平洋沿赤道海温的变冷，而不是西边界反射的 k e l v i n 波。同样，p i c a u t 等”研究指出1 9 8 6 - 1 9 8 7 年e ln i o 的结束是由东边界反射产生 的r o s s b y 波所致而非西边界反射的k e l v i n 波的东传。 另一方面，大量的观测分析表明，太平洋海洋大气组成的气候系统在1 9 7 6 年前后经历 了一次明显的年代际调整。这种变化被称为北太平洋气候迁移。它影响到北美气候乃至整 个北半球大气环流系统，具有非常深远的气候意义。当前北太平洋气候系统年代际变化的 物理机制，主要有几种：中纬度海气相互作用理论( l a f i f e ta 1 1 9 9 4 ，1 9 9 6 ) ，中、低纬相互 作用理论( a ue ta 1 1 9 9 7 ) ，大气随机强迫理论( h a s s e l m a n n1 9 7 6 ) ，海洋遥相关理论( j a c o be ta 1 1 9 9 4 ) 和赤道与赤道外南太平洋相互作用理论正u 0e ta 1 2 0 0 1 ) 。 1 2 太平洋海温与我国气温的关系研究 海洋由于其几何和物理学的特性而对大气环流、长期天气气候变化的影响越来越为人 们所重视，我国东临最大的大洋太平洋，其海气能量交换异常会改变大气环流型，而 东亚大气环流的异常严重影响我国天气气候。因此，对太平洋热状况和我国气候的关系进 行研究是很有必要且有重要意义的。关于太平洋热状况与中国气候，尤其是与中国汛期降 水的关系，科学家们做了不少研究，而它们与我国冬季温度异常之间关系的研究则相对少 些。 已有的研究说明气温受e 1n i i 诂影响最敏感的地区是东北和华南地区l i “j ，如东北地 区夏季低温冷害 2 1 2 3 1 。根据王绍武，朱宏研究1 2 “，中国东北地区只是东亚夏季低温区的西 南部分。汪宏宇等b ”的研究表明对全区而言，冬、夏季气温与东亚冬、夏n i e o3 区海温的 关系均较弱，相关性不稳定；从局域特征看，东北南部( 辽东半岛、辽宁东部、吉林南部) 、 山东半岛一带在冬季风强时易低温。许武成等【2 0 1 的结论在影响区域不同，在e ln i 茜。年份， 中国容易出现冬暖凉夏：在l an 磁年份，我国东北地区夏季气温往往较常年偏高，出现 热夏；而冬季，因冬季风和东亚大槽强度比常年偏强，寒潮活动频繁，东亚地区尤其黄河 流域大部，长江中下游及我国东南沿海一带出现冷冬的可能性较大。 对我国气温造成影响的太平洋关键区，曾经有一些作者口”认为前期春季热带西太平洋 暖池的海温与东北冷夏关系密切。还有研究幽j 表明典型冷夏年，西北太平洋海温场有一条 较强的负距平带。郭家林等掣1 进一步指出东北亚冷夏的产生与西北太平洋海温场有着密切 的联系。李春晖等删1 指出西太平洋海温变化与冬季中国1 6 0 站降水及气温之间相关变化趋势 比较一致。陈佩燕等1 认为赤道印度洋、赤道东太平洋、黑潮区是影响我国东部地区冬季 温度异常的关键海区。前期夏、秋季赤道印度洋、赤道东太平洋海温异常与我国东部地区 冬季温度异常有较好的相关关系。且不同关键海区的海温异常在不同季节对我国东部地区 冬季温度异常产生影响的区域不同。 1 3 太平洋热通量的研究 海气之间的相互作用是通过海气能量交换来实现的，海气能量交换异常是导致海洋和 大气环流变化的主要原因。海气界面处的湍流热量交换作为表征下垫面强迫和与其上大气 相互作用的一个重要参数，可以强烈地影响上层海洋及大气边界层结构，进而影响大气环 流和海洋环境，海气界面处的感热通量、潜热通量以及辐射通量是影响海洋上混合层以及 季节温跃层变化的重要因子之一。因此对热通量时空变化特征的深入研究将有助于更清楚 地了解上层洋面热交换的具体过程，为全球变化的研究提供理论依据，这对于解释海气耦 合作用的物理机制是非常关键的。 对与海面通置对应的海表温度等物理量的变化在国内外都有一定的研究。b c w e a r e s 2 1 认为东太平洋潜热的年际变化与e ln i 直。关系密切，但西太平洋这种变化与 e ln i i 如关系不太明显。于彦玲”利用正交函数方法分析了西太平洋热带海面总热量交换 分布及年际变化，发现e ln i i i o 期间赤道太平洋日界线附近海洋向大气释放的热量明显增 多，但其西部正相反，因此认为这种大尺度海面热收支的年际变化是该地区风场、温压场 及大洋热含量异常变化影响的结果。这与龙宝森”根据c o a u $ 资料计算的结果一致。徐 桂玉等9 ”的研究表明e 1n i 诂和l an i 自6 a 年太平洋潜热和感热通量距平场分布有显著差 异，最明显的差异出现在赤道中、东太平洋，西太平洋，黑潮区和南太平洋中部。而且赤 道中东太平洋和黑潮区异常以冬季为最强。而西太平洋和南太平洋则在春季最强。曲维政 等l “的进一步研究表明e ln i e o 发生之前热带西太平洋潜热释放量最大，e ln i i 南发生后 则显著减小。吴迪生，邓文珍等p ”w 之后的研究也验证了这一结论。 6 对海面通量的变化特征亦有过一些研究工作。通过利用中、日黑潮联合调查8 个航次 ( 1 9 8 7 1 9 9 0 年) 的常规气象观测资料，周明煌等9 w 计算分析了中国近海海域的热通量变化特 征。应用美国宇航局g o d d a r d 地球观测系统四维资料同化系统即模拟方法，钱粉兰等州1 也计 算和分析了近海海域( 1 9 8 6 1 9 8 9 年) 感热通量和潜热通量的季节性规律和地理分布特征。他 们得出相同的结论，即近海各季热通量季节变化为冬、秋季较大，春、夏季较小。周林等 m 谰e o f 方法分析了两类热通量的时空分布以及影响它们的因素。刘衍韫等嘲根据c o a d s 资料，使用e o f 等分析方法，研究了北太平洋海气热通量的季节、年际和年代际变化特征。 热通量的另一特征是受到不同天气过程的影响。曲绍厚等即“1 根据t o g ac o a r e 期 间“实践3 号”科学考察船在( 2 0 * n ，1 5 8 。e ) 海域的常规气象观测资料用整体输送法计算得 到了不同天气过程( 西风爆发、强对流天气和平稳天气) 中的热量和动量交换特征。马柱国 等即1 利用t o g a - c o a r e 强化期( i o r ) “实验3 ”号科学考察船所取得的表面气象和探空资 料，对考察期间的热通量进行详尽的分析和计算，特别是对发生在i o p 期间的两次西风爆 发过程中西太平洋热带海域热通量的特征进行了重点分析，也得到西风爆发时通量有最大 值等结论。 已有的研究也指出潜热是海洋向大气输送热量的主要形式。t o g a c o a r e 加强观测期 间，在( 2 0 。s ，1 5 5 。e ) 海域，陈陟等”对计算海气通量的湍流脉动量成功地进行了船载直接 观测，认为潜热通量是暖池大气的主要热源。姚华栋等1 指出海洋向大气输送热量的主要 形式有潜热通量( 数值最大) 、有效长波辐射( 其次) 和感热通量( 最小) ，大气最后得到潜热梯 度而驱动大气。曲维政等 4 8 1 利用“中美热带西太平洋海气相互作用研究”第1 - 8 航次海面 气象观测资料，阎俊岳1 4 9 利用中国邻海1 9 31 - 1 9 7 9 年船舶资料序列也得出了同样的结论。 以上所述对于海面通量的变化的各项研究由于取自不同的数据集及观测资料，不确定 的经验公式造成了结果的不同。因此今后随着观测手段的提高和对海气通量物理过程的深 入，仍需进一步加强对海表通量的研究，为海洋环流，大气环流，海气耦合过程的理论及 数值研究创造基础。 1 4 本文工作 以往海气相互作用的研究主要是用海表温度来表征海洋的热状况的，鉴于海气相互作 用最直接的因素应该是海气通- 1 - ( 考虑海洋对大气的强迫时尤其是海气热通量) ，只讨论海 表温度并不全面。之前所作的关于海气热通量的工作存在几点不足：一是受限于资料和经 验公式，造成结果的不同：二是对热通量的讨论多是季节变化，年际变化，且末和太平洋 特有的年际年代际现象联系起来；三是研究太平洋热状况和我国气温关系时，多是讨论s s t 影响大气环流进而影响气温，忽略这一影响过程中热通量的变化及其作用。 由前人的研究知道，海洋向大气输送热量的主要形式有潜热通量( 数值最大) 、有效长 波辐射( 其次) 和感热通量( 最小) ，大气最后得到潜热梯度而驱动大气。在讨论年际和年代际 变化时，辐射的变化可以忽略，感热通量又比潜热通量小的多，因此，本文的工作只针对 潜热通量展开讨论。首先，分析太平洋潜热通量在各个季节的平均状态和均方差，并使用 e o f 方法了解变化的空间分布型态和时间演变规律，从整体上对太平洋潜热通量加以把握。 在第三章，分析年代际尺度上，冬季太平洋潜热通量的变化及对应的大气环流场，海温场 7 和我国气温场的变化，发现有较好的对应关系。在第四章，分析不同年代际背景下年际尺 度上，冬季潜热通量的变化及对应的大气环流场，海温场和我国气温场的变化，发现同样 存在较好的对应关系。最后，在前几章分析的基础上，探讨了太平洋潜熟和我国冬季气温 的关系。 第二章太平洋海表潜热通量变化分析 对于太平洋海表潜热通量，有过一些研究。周明煌印】，钱粉兰等 4 0 l 的计算了近海海域 潜热通量的季节性规律，发现近海热通量季节变化为冬、秋季较大，春、夏季较小。刘衍 韫 4 2 1 等研究了北太平洋海气热通量的季节、年际和年代际变化特征，指出北太平洋海洋夏 季净得热，冬季净失热，且黑潮及其延伸体区失热最大。周林等1 指出热带太平洋的潜热 通量与海陆地形分布及洋流的位置和强度有密切关系。本章讨论太平洋潜热通量在各个季 节的平均状态和均方差，对该物理量本身及其变化有个完整的直观了解。再分季节进行经 验正交函数分解，得到潜热通量变化的主要的时空特征。 2 1 资料和方法 2 1 1 资料 n c e p n c a r 提供的海袭潜热通量再分析资料，时间范围是1 9 4 8 年2 0 0 3 年，纬向为 高斯分布，经向分辨率为1 8 7 5 度。 2 1 2 方法 1 ) 经验正交函数( e o f ) 分解p 经验正交函数分解是将原变量场分解为正交函数的线性组合，构成为数很少的不相关 典型模态，代替原始变量场，每个典型模态都含有尽量多的原始场的信息。 将某气候变量场的观测资料以矩阵形式给出 x = 孔1x 1 2 b x 2 1 x 2 2 岛砀 x n x i 2 x x m x 融x 破x x m 其中m 是空间点，它可以是观测站或网格点，n 是时间点，即观测次数。z 。表示在第f 个 测站或网格点的第，次观测值。 e o f 展开，就是将上式分解为空间函数和时间函数两部分的乘积之和，它的矩阵形式 为： x = 玎 其中矿称为空间函数矩阵，丁称为时间系数矩阵。根据正交性，啦该满足下列条件 9 f v f = 1 ，k = ， i f f i l l v v g = o ，k z l f f i l 根据实对称分解定理有： 五x = 订x = 阿r 矿= 队矿 其中a 为矩阵的特征值构成的对角阵。 t f = a 由特征向量性质可知，矿矿是单位矩阵。可见，空间函数矩阵可以由z 中的特征向量求 出。隋出后，即可得到时间系数 t = 矿譬 矩阵a 为对角阵，对角元素即为厨矩阵的特征值五= ( ，五，厶) 。将特征值按大小 排列为： 五九0 计算每个特征向量的方差贡献 墨= 五 k = 1 ，2 ，p 聊) 及前p 个特征向量的累计方差贡献： g = 丑 用n o r m 等人提出的计算特征值误差范围来进行显著性检验。特征值乃的误差范围为： 勺吲 n 为样本量，当相邻的特征值乃+ l 满足： 乃一专+ 1 e s 时，就认为这两个特征值所对应的经验正交函数是有价值的信号。 2 ) 小波分析口1 5 小波分析也称多分辨分析，克服了傅立叶分析在时间域上没有任何的分辨率的缺点， 被认为是傅立叶分析方法的突破性进展。它的主要功能是表达时间函数在时间一频率域中 1 0 的局部化特征，即时间信号在局部时段的频率特征。 一个关于时间t 的函数厂o ) ，变换到频率域上： f ( o j ) = 矿( f ) p “d t 五 其中为频率，r 为实数域。f ( c o ) 确定- j f ( f ) 在整个时间域上的频率特征。 而厂( f ) 的小波变换定义为： 凡，= 击舯甲( 争出 其中) 为小波，口为尺度因子，为平移因子，口和，均为实数，v ( ! 二) 为甲( ! ! ) 的 复共轭。f ( t ，口) 是小波系数，小波系数的模平方旷o ，1 2 是小波功率谱。 小波变换的逆变换：厂( r ) = 瓦im ”口d a 。，, - 、t ，口) 甲( t - - 口t t ) 衍 其中，( _ ：f ! 甓监如称为容许条件，满足容许条件的小波称为容许小波。 点j l 小波变换具有总能量守恒局地能量守恒的性质，总能量可以分解为不同时间尺度口上 能量之和。 本文采用m o r l e t 小波作为母小波，其小波函数为： 甲( f ) = o - f 2 ) 去p 1 一 夏季c ) 秋季d ) 冬季 25 小结 通过本节的初步讨论本文对潜热通量的空间分布和时间演变特征有了基本的认识， 主要结论如下：1 ) 潜热的平均态，四季都在高纬地区和赤道冷舌为小值区，中低纬为大值 区，大值中心随季节转换。且潜熟通量最大值秋冬大，春夏小。2 汰平洋地区的潜热均方 差，在北半球的黑湖处均方差在被、冬季较大，而在春、夏季减弱。热带东太平洋均方差 的大值区整年都存在。此外春季赤道两侧存在均方差大值区。3 ) 不同季节潜热距平的空