【毕业学位论文】（Word原稿）北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探讨

第一章 绪论 1 第一章 绪论 言 地 球气候 系统包括大气、海洋、陆面、冰雪及生物圈等 ，是人类赖以生存的空间，气候系统的变化与人类的命运 息息相关 。 近些年，全球气候 变化引起的气候 极端 天气现象 明显增多 ，气象灾害给 人 类 的 生命 财产安全 造成 了 比以往 更大 的损失。 气候变化问题越 来越 引起人们的关注，特别是哥本哈根会议召开以来，气候变化问题已经从科学问题上升到国际经济问题乃至政治问题。气候变化的影响是多尺度、全方位、多层次的，正面和负面影响并存，但它的负面影响更受关注。全球气候变暖对全球许多地区的自然生态系统已经产生了影响，自然生态系 统由于适应能力有限，容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏。 引起 气候变化的因素很多，有气候内部作用也用外部强迫。 海洋是气候系统的一个重要组成部分。在 地球上，海洋面积辽阔， 占地球表面积的三分之二，约为陆地面积的 ，海水具有较大的热容量和热惯性，海温发生异常变化的空间尺度大，持续时间长。海洋作为大气的下垫面，与大气之间相互影响和相互适应，同时还是大气 中 水汽的重要来源， 对长期天气和气候的变化有重要影响 。尤其是大尺度的海 理解和预报气候变率的关键问题。近 年 来 ， 大规模的海洋考 察和探测，丰富了 海洋的 数据 资料， 为开展海 大尺度海 内容包括大气对海洋的影响、海洋对大气的影响及海 于大尺度海 间长，对天气和气候的影响深远，与人类活动的关系密切，已成为大气科学和海洋科学中重要的课题。大气对海洋的影响主要表现在海洋的流场、温度场和盐度场中，它们均受到低层大气的风和温湿层结的影响，其中以动力性的作用为主。海洋在大气的影响下 ,由于动量和动能的下传 ,直接产生漂流、倾斜流、海浪和增水减水现 象，配合地形与海岸效应形成上升流、沿岸流和风暴潮等。海洋对大气的影响多属热力性的。不同海区由于所处纬度和海陆配置的差异，海洋对大气影响的程度和特征不尽相同。海洋和大气既有各自不同的属性和运动体系，又是在地球运动统一影响下的相互作用着的耦合系统。海 要一方出现异常，就有可能影响另一方 ,后者又反馈到前者 ,如此往复循环。 北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探 讨 2 近年 来随着对中 高 纬度 海 重视， 对北 太平洋及北大 西洋的 研究不断增加 。而 北太平洋 地 区 是 全球气候变化的 最 为敏感 的 区域 之 一， 对 紧邻北太平洋的东 亚地区 （陈科艺等 2006，李菲等 2010）和 北美 地 区的天气 、 气候变化 和 生态环境有重要影响 。最能 表现海洋气候特征的就是海洋环流和海 水 温度。海 洋环流是海水运动的主要形式， 对 热量输送 、 物质循环起到重要作用。 海 表面温度是表征海洋热状态的一个主要指标，海洋热状态的异常变化 会导致海洋环流和大气环流异常，进而影响气候变化。所以 ，研究北太平洋海 表面 温度的变化规律， 找 到控制其变化的 物理 过程，可以有效地提高预测相关区域气候变化 的 准确率，并有助 于 加深对北太平洋海洋环流 在 海表面温度变化中 所 直到的作用。 太平洋海 表面 温 度 变 化研究 现状 北太平 洋 海表面 温度对热带地区 乃至全 球气候及 其 季节 、年 际和年代际异常都有非常重要 的 影响。 而 变化 受到很多复杂过程的影响 ,如海面的热通量、平流、上涌（或下沉）以及混合过程等。北 太平洋海表面温度异常与大气环流 有显著 相关（ 许乃猷等 1980，覃军等 2011） 。若把影响 化的因子归为两类，一类是海面热通量，一类是海洋内部动力过程。但在不同的海区，不同的时间尺度上，控制 化的各个因子的相对重要性又有很大不同（ , 1994）。在北 太平洋 区域 ，等温 线的分布 大致上 与纬线平 行， 南高北低呈带状分布 ；大洋 环流包括 南 部的副热带 环 流 、北 部的 极地 环流和黑潮 ；上 层大气 包括 副热带高压、阿留申低压西风急流区等系统与下 面 海洋 相互 影响 。区域内 各系统相互作用 使北 太平洋海表面温度 既 有 显著 的年 际 尺度 变化 ，也有 明显 的年 代 际尺度变化。 太平洋海表面温度年代际变化 对 太平洋海温年代 际 变化的分析研究和数值模拟 显示 ， 北太平洋海温的年代际变化既有类 ，还有中纬度偶极模 ( D 1998, P et 1999, et 2000)；热带海洋的年代际变化主要是由中纬度年代际变化所驱动，而大气环流异常的变化又是其重要联系过程 ( P et 1999, W et 2000)。太平洋的气候变率中具有一种类似于 的具有年代尺度生命史的振荡， （ 1997）把这种太平洋的年代际振荡现象称为 现在太平洋海表面温度异常上，可分为 、暖位相（或称为 、暖“事件”）。在 位相时，北太平洋中部和 黑潮及其 延伸 体 区域异常冷，而热带中东太平洋和沿北美西海岸却第一章 绪论 3 异常暖；反之，则为 位相。正 位相对 应海 表面气压负异常 即 阿留伸低压异常加深 、 东移 偏 南， 表面西风 异常 加强 ， 冷 位相则相反 （如图 1 所 示 ）。 图 、暖位相 影）、 值线 ）和 表面风 应力（失量） 异常 分布 (引自 ： ) 近年来的研究表明， 态具有多重时间尺度， 主 要为准 20 年和准 50年周期。对阿留申低压和 研究发现， 20 世纪北太平洋 3 次年代际位相发生转换时，准 50 年和准 20 年振荡的转换同步 (. 1999)，但准 50 年和准20 年振荡具有明显的季节差异性 (. 1999, 2000)；另外，准 20年振荡模态的时空结构与准 50 年振荡也不尽 相 同 ( et 2000)。这些特征意味着这两种时间尺度的振荡模态可能源于不同的物理机制。 相 对于 机制研究， 生机制目前 还 没有定论， 不 同的学者从不同的视角研究 成 机制。主要有以下 几种 观点： 一种 观 点 以 依据 ， 认为 由中 纬 度海 气 相互作用形成 ；另 一 种观点认为 由热带 中纬 度 海 气 相互作用形成： 热带 通过大气 相关影响中纬度，中纬度通过海洋内部通道影响热带，从而产生 第三种观点认为 是由热带海气相互 作用 形成 ， 它们通过大气和海洋的遥相关与副热带 产生 联系。 以上观点 虽然 可以 解释 部分 象 ，但由于它们自身 理论 存在 一 定 缺陷， 都不能很好地解释全部观测事实 。 太平洋海表面温度年际变化 关于 北太 平 洋海表面温度异常的研究 表明 ， 它对 东亚地区的温度、季风、降水、大气环流等气候有显著影响 (谭桂容等 2011,李峰和何金海 2000,解思梅等北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探 讨 4 1986)。 为 了研究北太平洋海表面温度异常的年际、年代际变化特征，通常采用解 的办法。结果 显示 北太平洋 一模态表现为上 述 ， 即 北太平洋海表面温度异常以年代际变化为主要模态 ， 第二模态 在 北太平洋东部海 区化 最显著，从北美阿拉斯加 向 西北延伸至副极地环流区，向西南延伸至赤道中太平洋 ，此 模态与北太洋 表面 温度异常的年际变化有密切联系。 文 拟解决的问题 通过 前一小节的回顾可以 看 出， 前 人对北太平洋海表面温度 的 变化 进行 了大量的研究 。主 要结论 包括 ： 北 太平洋最显著的 大 尺度气候 变化 为 区域内生态、气候 变化 都受到 影响； 其特征 表现为 逐 月 北 太平洋海表面温度异常 （ 的 析 主模态 ， 表现在很多其他气候要素上 ； 生机制目前还不清楚 ； 北太平洋海表面温度年际变化 的 特征还不清楚。 最 近的研究表明 ， 一种不同于 模态对东北太平洋 区域 的 气候 变化有显著影 响。et 2003)研究 北太平洋海表面温度 变化 时， 也 发现 北 太平洋 19992002 年 期 间 产 生的显著变化 并 且证实 该 变化 与 北太平洋 二模态 即维多利亚模 态增强 有关 ， et 2007)也 指出北太平洋海表面温度 二模态正在加强。 后来关于维多利亚 模态的 研究 较少，北太平洋 二模态的基本 时空 特征 认识 还很不全面，其 气候 影响和形成机制 尚不 清楚 。 et 2008)通过 分析 东 北太平洋海表面高度变化， 定义 其第二模态为 北太平洋 环 流 振 荡 (后 续 研究 发现 北 太平洋 盐 度 和多 种主要生态要素 之间 有显著相关，其自身变化 和 上述维多利亚模态 相 似，它们 都 与 大气 系密切 (N. A., J. E 2003, 008)。 海表面 高度与海表面温度对大气的影响 不 尽相同，这也是我们 在 被广泛研究的情况下仍然要对北太平洋 二模态 进行 研究的原因， 那 么 北太平洋 二模态 有 什么区别和联系 也 需要进一步研究 。 基于 上述科学问题的讨论，本文 的 研究 拟 采用观测资料诊断分析 的 方法，通过 析 发现北太平洋海表面温度异常的 态 ， 随 后对其基本时空特征从时间和空间两个角度 进 行分析，在 此 基础上与 定义变量、时间频谱、大气强迫和与 关系等方面进行 比较 。 最后， 对 态的 将水 影响及 其 形成机制进行初步研究 。研究 框架 见 图 第一章 绪论 5 图 文 主要研究内容的逻辑框图 全文 共分六 章 ，各章的内容 简介 如下： 第 二章 对 本文中用 到 的 数据资料 和 分析 方法 进行 介绍 ；第 三章 介绍 基本 特征，包括 空间 模态、时间演变、 空间 结构 演 化、 时间频谱 特 征等 ； 第 四章对 区别与联系 进行初步的讨论； 第 五章 对 气候 影响及 形成 机制 时行 研究；第六 章 将对 全文进行总结和讨论。北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探 讨 6 参考 文献 陈科艺 , 王谦谦 , 毛文书 , 等 . 江淮北区 6 7 月降水异常与北太平洋海温的 析 J. 高原气象 , 2006, 25(3): 539解思梅 , 青木孝 . 吉野正敏 ; 北太平洋海表面温度的年际变化特征及其与东亚气候的相关关系 J. 海洋学报 (中文版 ), 1986. 李菲 , 李辑 , 管兆勇 . 我国东北夏季气温年代际变化特征及与太平洋海温异常关系的研究 J. 气象与环境学报 , 2010, 26(3). 李峰 , 何金海 . 北太平洋海温异常与东亚夏季 风相互作用的年代际变化 J. 热带气象学报 , 2000, 16(3): 260 彭公炳 , 黄玫 , 钱步东 , 等 . 北太平洋海温场与我国西北地区春季沙尘暴的关系J. 气候与环境研究 , 2004, 9(1): 174覃军 , 方虹 , 王学忠 , 等 . 西风异常及其与北太平洋海表温度准 10a 周期变率的联系 J. 暴雨灾害 , 2011, 30(2): 145谭桂容 , 孙照渤 , 闵锦忠 , 等 . 北太平洋海温异常的空间模态及其与东亚环流异常的关系 J. 大气科学 , 2011, 33(5): 1038王慧 , 王谦谦 . 淮河流域夏季降水异常与北太平洋海温异常的关系 J. 南京气象学院学报 , 2002, 25(1): 45许乃猷 , 张家诚 , 赵溱 . 北太平洋海表温度距平场变化因子与大气环流关系的初步研究 J. 海洋学报 (中文版 ), 1980, 1: 001. 张学洪 , 俞永强 , 刘辉 . 冬季北太平洋海表热通量异常和海气相互作用 J. 大气科学 , 1998, 22(4): 511 P, W, , et in . 1999, 26(5): 615. 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On of in . 1998, 25(2): 167, , , et in as in a . of 2000, 105: 13. 北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探 讨 8 第二章 资料 和方法 料 介绍 （ 1）海 表面温度资料 本文 用到的 海 表面温度资料包括： （ 1）英国气象局 心的 1950 201 年逐月 海表温度和海冰 资料（ 关资料情况可参见文献 et 1998,et 2003） 。该 资料为 1 1(360180)的全球逐月海表温度 温资料来源于英国气象局海洋资料库（ 1982 年以前还接收全球电信系统（ 料， 1871的 （现在的 没有 据的地方使用了当月中间时刻的数值。该数据资料 可由 。（ 2）扩展的重建海表温度资料( 参见文献 2008, 2003)，该分析资料是基于国际海 海温距平为以 1971平均为标准。 用了现场海温资料，改进了统计方法，允许稀疏资料的稳定重建。月分析数据从1854 年 1 月到现在，但由于早期数据稀疏，其分析信号在 1880 年以前是阻尼的。1880 年以后的信号强度协调一致。本数据集适合用来进行长期的全球、海盆尺度 的 研 究 ， 局 部 的 短 期 变 率 已 被 平 滑 。 该 数 据 资 料 可由。（ 3） 料（ 2 可 参见文献 A et 1998, D.E et 1994, 1994）为 1856 年至今的 5 5 月平均海表温度距平（相对于 19511980 年平均而言）数据，是由英国气 象局的 通过不同的处理步骤而得到，这些步骤包括了 解、最优插值、卡尔曼滤波预测、卡尔曼滤波分析和最优滑动。这种处理技术通过数据存 在 的 空 间 型 和 时 间 内 插 来 填 充 缺 测 数 据 。 该 数 据 资 料 可由。 文章中海 表面温度资料经过了 去 趋势的处理，具体方法为 各个 格点值 减去相应 时间点上的全球平均值 ，此 处理过程目的是为了尽量消除全球 变暖 所带来的影响。 第二 章 资料 和方法 9 （ 2） 料来 自美国马里 兰 大学 全球简单 海洋资料同化分析系统同化 的逐月海洋 再分析资料 ，它 是在海洋动力学理论基础上，同化了大量的实测资料 得 到的， 具有 较高的精确性 和 可信度 ， 能够较真实地 反映 出海洋的 基本 动力、热力特性 （ et 2000, et 2005, et 2008）。本 文 使用 的版本为 水平范围 包括 纬 向 WE 和经向 S N 的 区域 ， 水平分辨 率为 经 向 、纬向上的格点分别为 720 个和 330 个， 深度范围从 5375m， 共有 40 层，但不是等间距分布，越深的 地 方 垂直分辨 率越低，物理量 包含 有 盐 度 （ 、温度（ 、 海 表高度 （ 、 水平 和垂直流 速（ u、 v、 w）、水平海 表面风应力（ 等 。 （ 3）月 平均的海 平 面气压 （ 表面 温度 、 降水 、 风场 （ 资料来自于 分析资料（ et 1996），空间覆盖全球范围 ，分辨率为 本文 使用时间段为 1950 年 1 月 至 2011 年 12 月 ，共计 744个 月。 法 介绍 本 文 主 要采用了经验 正 交函数分解（ 、线 性回归分析 、小 波变换、 计分析方法， 显著 性检验采用 t 检验 方法。 有 效自由度的确定，参考了 964)、 (1999)的 做法，他们 分别 给出了 不 同 序列和 同 一 序 列 有 效自由 度 （ ） 与 样本 数 （ 时间 序列长度 n） 之间 的 计算公式 ： 1 ( ) ( ) 1 ( ) ( ) t r r t r t （ 221 ( ) 1 ( ) v r tn r t（ 验正 交函数分解 经验正交函数分析方法 (缩写为 也称特征向量分析 (或者主成分分析 (写 是一种分析矩阵数据中的结构特征，提取主要数据特征量的一种方法。 1950 年代 首次将其引入气象和气候研究，现在在地学及其他学科中得到了非常广泛的应用。地学数据分析中通常特征向量对应的是空间样本，所北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探 讨 10 以也称空间特征向量或者空间模态；主成分对应的是时间变化，也称时间系数。因此地学中也将 析称为时空分解。 显著 性检验， 是利用 (1982)的研究，在 95%置信度水平下的特征根的误差： *2N（ 是 特征根， *N 是的 有效自由度 。 将 按顺序依次检查，标上误差范围。如果前后两个 之间误差范围有重叠，那么他们之间没有显著差别。 性 回归 分析 线 性 回归分析是一种统计分析工具，它利用两个或两个以上变量之间的关系，由一个或几个变量来预测另一个 变量，它是处理变量之间相关关系的一种数理统计方法，本文用 到一元线性回归。 一元线性回归分析法的预测模型为： ta （ 式中， 表 t 个自变量的值； 代表 t 个因变量的估计值； a 、 b 代表一元线性回归方程的参数。 a 、 b 可由下列公式求得： 22()i i Y X X （ 波变换 小 波分析 用 来把时间和频率作为 独立 变量 ，将一维的随时间变化的信号在时间和频率两个方向上分解，从而分析时间序列在不同时 域 的频率 特征或 不同频 域的 时间变化特征。 本文 采 用 小波 ， 其 时 域形式如下： 222() t e e （ 第二 章 资料 和方法 11 析 析中一次只分析了一个变量，地学中常常涉及多个要素场之间的关系。分析多个要素场关系的方法也有很多，包括混合 写 奇异值分解 (写 析，典型相关 (写 。他们本质上是相同的。 法的中 心 思想是：考虑两个场，它们均是时间和空间的函数（为了方便起见，称一个场为“左场”，另一个场为“右场”）。通过对它们的协方差矩阵进行奇异值分解可以把每个场分解成多个时间系数向量和空间型向量（模态）。根据 的研（ 1992）， 态的空间结构用一对型偶来描 述，其中之一代表了左场的时间系数与右场的模态之间的地域分布；另一个型则代表了右场的时间系数与左场模态之间的地域分布，这些型（也被作者称为非均匀相关图 示了一个场中那些与其伴随场有很强相关的空间特征。左场和右场耦合强度由以下两个量测度，一个量被称为左场和右场之间的总体平方协方差数 一个量是两个展开系数之间的相关系数 r。 解出来的各个向量的排列次序是按左右场相对应的模态耦合后占两场总体方差的比重而定的，即左场第一模和右场第一模的耦合方 差占两场总体方差的最大部分（但这两个模态之间的相关系数 r 不一定最大，每个模占其自身场的方差分量 不一定是最大的），两个场的第二模次之，如此类推。北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探 讨 12 参考 文献 ., . . 1999: of a J. 12, 19902009. A, , , et A of 950: . 2000, 30(2): 294 A, S, A. of in . J. 2005, 110(20): A, S. A of J. 2008, 136(8): 2999D. R., . C. 1964), of of A . T. 868 890, A., M. Y. A. M. . of 856103, 18,56789, 1998 , , , et 0. of 1996, 77(3): 437 R, L, F, et in of . 1982, 110(7): 699 . 1994: of J. 99, 14,37399. N. A.; D. E.; E. B.; C. K.; L. V.; D. P.; E. C.; A. (2003) of . 108, 4407 002 1994: J. 7, 929., . . 1998: on a J. 11, 17171729. 第二 章 资料 和方法 13 . 2008: s 1880 1, 2283Y., T. M. . W. 2003: 0ST 871J. 16, 1601北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探 讨 14 第 三 章 基本时空特征 言 太 平 洋年代际 振荡 人们 观察 到 1976/1977年 北太平洋出现 了 一次显著的年代际 气候 突变现象 ， 经过大量研究 的 基础上逐渐为 大家 所 认识 到的 。在 （ 1997）提出太平洋年代际振荡（ 一概念以前， 科学 家们对 象 的基本特征 及其对北太平 洋和 周边地 区天气 气候 、物理生态的 影响已经做了大量的研究分析 （ 995, 984, 990, 994） 。 对 象的 特征研究 （ 如 基本 空 间 结构、 时间 尺度 、在 各气候要素上的反映 和对全球 气候的影响 等），为 以后 讨论 成 机制 （ 998， 000, 994, 997, 999, 999） 打下了基础。 最 近研究发现， 北 太平 洋 海表面温度 异常 在 上 世纪 90 年代 以后 与 态有很大不同 （ 997） ,不 能为 态 很好地解释。 2003）比较 1970 1976 年 、 1977 1983 年和 1999 2003年东北 太平洋 11 月 2 月 平均 现 前两个时期 别 对应 态 的负位相和正位相，而 后 面一个时期与 态 相异较大。 （ 2003）对 1972 1976 年、 1977 1981 年和 1999 2002 年北太平 洋 冬季（ 11 月 3 月）海表面温度 异常和 海平面气压异常研究发现， 1972 1976 年、 1977 1981 年态 与 、正位相 一 致 ， 其相对应 表现 出 阿 留申低压的异常高 压和低压，而 1999 2002 年 间 海表面 温 度 异常 和 海平面气压 异常分布与 前两个 时期 有 明显 不同，却分别与 长时期 海表面 温度 异常经验正 交分解 的 第二模态 和海平面气压异常第二模态 932）基本 一致 ，且 指出 态在 1999 2002 年 是强于第一模态 （ 的。 可见 ， 北 太平洋 区域 海表面温度异常 在 一定时期 不 光受 控制 ， 二模态 同样 会 起 到重要作用。 本章 对北太 平 洋海表面温度 异常 进行分析 ， 首先我们 利用 多 套 19502011年 海温资料， 对 北太平洋区域 （ 134E100W, 10N65N）进行 解， 重点分析 二模态 的 空间结构及时间变化特征。 第三 章 基本时空特征 15 太平洋海表面温度的 析 北 太平洋 析第 一模态解释 了总方 差的 图 在 空间 分布上 ，第一模态有以下特点： 北 太平洋中 西 部 常与 北美西岸和热带中东太平洋 常呈 反位相； 常最大的两个相反区域中心 分别位于 北太平洋 160W 附近 和 加利福尼亚西 部海域。 从 时间序列 可 以看出，第一模态具有明显的年代际变化， 在 20 世纪 70 年代中后期 和 90 年代 后期 发生 的相 位 的转换。 第 一 模态 即 （ 1997）提出的太 平洋 年代际振荡（ 第 二模态解释了总方差的 空间 分布上表现出了与第一模态截然不同的特点： 布呈现出了三 中心 的 形 态， 一 个是 从 美国加利福尼亚 海域向 西北延伸 至西北 太平洋的 白令海和鄂霍次克海西部，另 一个是 从 美国加利福尼亚 海域向 西 南 延伸 至热带 中太平洋地区 ，第 三个 是 在 40N 以南 20N 以北从亚洲 东 海岸延伸 至180附近的 区域。 第 三个 化 中心与前两个 呈 反位相变化 。从 时间序列上看， 第 二模态的 时间变化 比较复杂 ，整体 来看没有明显的 年 代际变化， 但从 80年代中 后期以后强度 明显增强， 也更多 地 表现出了年代际变化的特点。 一 直以来，人 们认为 影响 北太平洋 北 太平洋 气候 变化的 最 主要的因素 。但是 ， 释北太平洋 盐 度 等 海洋生态因子变化的 应用 中 不太 理想 。 近 期 内 表现出 的气候变化， 也不 能很好 地 为 完全 解释， 比较 第一模态和第二模态时间序列，可以 看 出第一模态在 2000 年 以后强度变弱，而第二模态在此时期较以往更强 。我 们 猜想不能为 释的气候变化是否可由第二模态来 解释 或在 二模态的 气候 影响 是否会 赶上甚至超过 作用。 为弄 清 以上 问题， 需要 对 上 述第二模态进 行 详细的研究 ，我 们称第二模态为北太平洋三极子 这 里我们 同时 使用了 英国气象局 心的 展的重建海表温度资料（ 英国气象局的 温 资料来 进行 析。三 套海温资料 得到 相似的结果 ， 第一模态解释总方差 百分 比 都 在 24%左右 ， 第二模态解释总方差 百分 比 都 在 13%左右 ，分别为 不 同资料 两 个模态的 空间 分布也基本一致 （图 图 。 出 了三 套资料相互 之间 前两个主成分的相关系数，都 通过了 信度检验。 第 一模态和第二模态不同资料之间两个主成分的相关系数平均分别为 套 资料 分析 结果表明， 上 述 北太平洋 海表面温度变化 析 结果是 客观 存在的 。本 文 在以下 的 研究 讨论 中 ， 以 心海温资料为标准， 二模态时间序列作为 数 。 北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探 讨 16 图 9502011 年北太平洋区域（ 134 E100 W, 10 N65 N） 常作 析 第一模态 （上）和 第二模态（ 下 ） 的空间分布 （ 左 ）及时间序列（右）（时间 序列图 中 黑实 线 表示 11 个 月滑动平均 ） 图 图 资料为 常 图 图 资料为 表面 温 度 异常 第三 章 基本时空特征 17 表 套资料 海表面温度 异常 析前 两个 主成分 的相关 系数表（ *表示超过 度 检验）。 S S S C 1 为 了检验 上 述 析 是否具有统计意义，我们 用 (1982)提出 的方法 ，得到前 8 个模态的特征根及 95%信度误差分布（图 。 结果 表明 三 套 海 温资料 析 第一模态 、 第二模态 和 第三模态 95%信度 误差没有重叠部分，即它们 在 此置信度 水平 上是显著 区别 的。 图 太平洋区域（ 134 E100 W, 10 N65 N）海表面 温度 异常 析前 8 个 模态的 特征 根及 95%信度 误差。 (a) (b) (c) 态的时空 特征 态海水 温度异常 空间 分布 从海 表面温度异常对 数 回归系数分布 图上 （ 图 可 以