[發明專利]利用綜合沃克環流指數判斷沃克環流強弱的方法

有效

• 申請號: 201810926802.3
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109190805B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 石丹丹;榮艷淑;呂星玥;馮瑞瑞;楊宜穎
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 劉艷艷;董建林

本發明公開了一種利用綜合沃克環流指數判斷沃克環流強弱的方法，對UWI指數和OMGI指數賦以權重，構建綜合沃克環流指數WCI，WCI值越大，代表沃克環流越強，反之越弱。充分結合了UWI指數和OMGI指數的優點，對于厄爾尼諾和拉尼娜事件都具有顯著的超前效應，可作為預測ENSO事件和中國地區降水的預測指數。

技術領域

本發明涉及一種利用綜合沃克環流指數判斷沃克環流強弱的方法，屬于環保技術領域。

背景技術

太平洋上空的沃克環流橫跨整個熱帶太平洋地區，由底層從東向西吹的信風、西太平洋附近的上升氣流、高層與信風反向的西風和東太平洋的下沉氣流構成。它是由于赤道地區海表溫度差異而產生的緯向垂直環流。赤道太平洋海表溫度發生變化時，沃克環流的強度和位置均發生變化。當赤道東太平洋海表溫度增暖，呈現厄爾尼諾現象時，沃克環流減弱，其上升支和下沉支出現反向變化，即原來的赤道西太平洋上升支變成下沉支，而赤道東太平洋由下沉支轉變成上升支，同時，赤道東、西太平洋和全球許多地區的氣候也發生顯著變化。反之，當赤道東太平洋海表溫度變冷，呈現拉尼娜現象時，沃克環流顯著增強，上升支和下沉支的強度變化，使用赤道太平洋地區和全球氣候發生另外形勢的轉變。

研究表明，沃克環流的變化超前于ENSO現象1-2個月左右的時間，這就使得沃克環流的強弱和位置變化可能成為一個預測ENSO事件的指數，同時，也可將其作為一個預測中國地區降水的重要指數。

不同學者定義了各種指數來衡量沃克環流強度變化，主要通過緯向風、海表氣壓、垂直速度構建。利用赤道中太平洋緯向風切變構建的UWI指數在厄爾尼諾事件中的超前效應很好，但拉尼娜事件中超前效果很不理想。而利用赤道東西太平洋垂直運動差值構建的OMGI指數在拉尼娜事件中超前效應顯著，但在厄爾尼諾事件中的超前次數不及UWI指數。

因此，目前的沃克環流指數中，UWI指數和OMGI指數在提前預測厄爾尼諾和拉尼娜峰值上各有所長。

發明內容

目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種新的利用綜合沃克環流指數判斷沃克環流強弱的方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種利用綜合沃克環流指數判斷沃克環流強弱的方法，構建綜合沃克環流指數(WCI)，用于描述赤道太平洋沃克環流的強弱，對于ENSO事件有顯著地超前效應，可作為預測ENSO事件和中國地區降水的預測指數。

對UWI指數和OMGI指數賦以不同權重，構建綜合沃克環流指數WCI指數，WCI指數值越大，代表沃克環流越強，反之越弱。UWI指數由200hPa與850hPa上(4°S～4°N，160°E～100°W)區域平均緯向風之差計算得到，并進行標準化處理，使其時間序列均值為0，方差為1，再進行3個月滑動平均。OMGI指數由850hPa—200hPa赤道東太平洋地區與西太平洋地區垂直速度的差值計算得到，同樣進行標準化和3個月滑動平均處理。綜合WCI指數可寫成如下形式：

WCI＝ɑ×UWI+(1-ɑ)×OMGI (1)

其中，ɑ不是固定值，它隨C值的改變而變化，C值是UWI距平和OMGI距平的平均值，當C值為正時，ɑ取0；當其為負時，ɑ取1；當其為0時，ɑ取0.5。通過C值獲得ɑ后，再代入式(1)，便可計算出各月的WCI。

有益效果：本發明提供的利用綜合沃克環流指數判斷沃克環流強弱的方法，具有以下優點：該指數對于厄爾尼諾和拉尼娜事件都具有顯著的超前效應。在1948-2017年共35次ENSO事件中，峰值出現時間超前Nino3.4指數峰值出現時間24次；在16次厄爾尼諾事件中超前14次；在19次拉尼娜事件中最值出現時間超前Nino3.4指數峰值出現時間10次，充分結合了UWI指數和OMGI指數的優點。

附圖說明