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一种考虑自然气候振荡的趋势估计方法及其在印尼贯穿流多年代际趋势研究中的应用
胡石建
中国科学院海洋研究所
摘要:
地球气候系统一方面在内部动力过程、尤其是海洋动力过程的调控下存在强烈的自然周期或准周期振荡,另一方面在人类温室气体持续排放等重要外强迫的作用下而存在长期变化趋势。如何在物理量的趋势估计中去除掉自然周期性振荡的影响是气候变化研究中的关键科学问题之一。针对该问题,本文基于理想化的数学模型并从印尼贯穿流为代表的实际研究工作出发,提出了滑动趋势法来去除或减少自然周期振荡对趋势的影响,从方法的基本原理和效果进行了阐述,通过理论模型对该方法进行了检验,表明滑动趋势法可以得到接近真实趋势的估计值。利用滑动趋势法估算的印尼贯穿流流量在1985年至2010年间的多年代际趋势比粗估趋势大了近一倍,这对理解印尼贯穿流以及印太气候系统具有重要意义。该方法具有普适性,可在地球气候变化研究乃至其他关于物理量的趋势估算中广泛使用。
关键词:  趋势估计;气候变化  自然振荡;印尼贯穿流;年代际变化
DOI:10.12036/hykxjk20180723002
分类号:
基金项目:国家自然科学基金项目(面上项目), 中国科学院前沿科学研究重点项目
A Trend Estimation Method Considering Natural Climate Fluctuation and its Application in the Study of Multi-decadal Trend of Indonesian Throughflow
hu shi jian
Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences
Abstract:
The Earth’s climate system has, on the one hand, strong natural and periodic or quasiperiodic oscillation due to adjustment by its internal dynamics especially ocean dynamics, and on the other hand, possesses long term trend as a result of external forcing like sustaining anthropic greenhouse gas emission. How to exclude influence of natural and periodic oscillations in estimating the long-term trends is a key question in climate change studies. To address this issue, here we propose a method, named Running Trend Method, to remove or reduce the influence of natural and periodic oscillations on trend estimation using an ideal mathematical model and begin with the study of Indonesian Throughflow. The fundamental theory and its feasibility are expounded. We tested the method using the ideal theoretical model and it shows that the method is able to get an estimation very close to the true trend. The Running Trend Method is applied to estimate the trend of Indonesian Throughflow transport during 1985–2010 and results suggest that the real trend is nearly double of the rough trend estimation, which is of much importance in understanding the Indonesian Throughflow and Indo-Pacific climate system. The Running Trend Method is of clear universality, and it may be widely used in the study of the Earth’s climate change and any trend estimations of variables.
Key words:  trend estimation  climate change  natural oscillation  Indonesian Throughflow  decadal variability
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