1953～2017年黄河源区气温变化的多尺度特征

作者：冯晓莉; 刘彩红; 林鹏飞^*; 白文蓉; 余迪

来源：气候与环境研究, 2020, 25(03): 333-344.

• 集合经验模态分解(EEMD)
• 气候变暖
• 多尺度
• 黄河源区
• 北大西洋多年代际振荡(AMO)

基于黄河源区8个站点的年平均气温序列,利用集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法,揭示了以玛多站为代表的黄河源区1953～2017年气温演变的多时间尺度特征,探讨不同时间尺度上的周期振荡对气温变化总体特征的影响程度,分析了黄河源区不同时间尺度的气温变化与海温指数,尤其是与北大西洋多年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO)间的关系。结果表明:(1)1953年以来黄河源区玛多站年平均气温以0.31℃/10 a的变化率表现为明显的增暖趋势,20世纪80年代后期开始转暖,尤其是进入20世纪90年代后期变暖更加明显。(2)1953～2017年,黄河源区年平均气温呈现3 a、6 a、11 a、25 a、64 a及65 a以上时间尺度的准周期变化,其中以准3 a和65 a以上时间尺度的振荡最显著,准3 a的年际振荡在21世纪以前振幅较大,而进入21世纪后年际振荡振幅减弱,65 a以上时间尺度的年代际振荡振幅明显加大。(3)1998年气候显著变暖以前,以准3 a周期为代表的年际振荡在气温演变过程中占据主导地位,1998年气候显著变暖以后,65 a以上时间尺度周期振荡的贡献率增加近5倍,与准3 a周期振荡的贡献相当。(4)气温与Nino3.4指数和PDO(Pacific Decadal Oscillation)指数的同期相关均不显著,但当气温领先PDO指数22 a时正相关最大且显著,不同于PDO指数,气温原始序列及其3个年代际尺度分量滞后AMO指数3～7 a或二者同期时相关性最高,这就意味着AMO对黄河源区气温具有显著影响。(5)AMO的正暖位相对应着包括中国的整个东亚地区偏暖,黄河源区只是受影响区域的一部分,20世纪60年代至90年代初期AMO的负冷位相期、20世纪90年代中后期至今AMO的正暖位相与黄河源区气温距平序列的负距平、正距平相对应,气温在65 a以上时间尺度的变化与AMO指数相关性更高,可见,AMO是影响黄河源区气温变化的一个重要的气候振荡,这种影响主要表现在年代际时间尺度上。

• 单位
  青海省气候中心; 大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室; 中国科学院大气物理研究所