比较南半球热带风暴跟踪气候学和年际变化Coarse-Gridded再分析数据集

文摘

南半球(SH)北半球温带气旋的研究已经收到低于同行(NH)。从全球再分析数据集生成SH飓风轨迹问题是由于数据的可靠性,特别是1979年之前。因此谨慎的气候学和可变性比较SH飓风轨迹不同的再分析数据集。我们产生飓风追踪频率和强度气候学从三个再分析数据集:美国国家环境预报中心的再分析我和二再分析数据集和欧洲中期天气预报中心ERA-40数据集。我们的结果表明,ERA-40产生更强烈的气旋SH活跃气旋地区而NCEP可利用。更强烈的风暴也发现在SH活跃飓风地区NCEP可利用资料1979后反映出积极的趋势在过去几十年的氧化铝。评估年际变化时,我们的结果显示罗斯贝波火车包括太平洋南美(PSA)和东印度洋模式以应对异常加热与厄尔尼诺和印度洋偶极子(IOD),分别。应对阳极氧化铝显示了飓风追踪一个健壮的环形结构的频率,而不是强度表明弱气旋频率和气旋强度之间的关系。

1。介绍

温带气旋是南半球的一个重要表现(SH)环流和与严重的社会经济影响。例如,与沿海气旋相关的经济成本在南非非常大,基础设施成本与气旋导致R100中2007德班海岸(1]。

虽然飓风追踪研究SH一直低于NH,几项研究已经进行。这包括那些检测气旋上水平(例如,300 hPa, 500 hPa)使用band-passed或高通过滤数据(例如,Trenberth [2),j·s·Frederiksen和c . s . Frederiksen [3),Kidson和辛克莱4],c . s . Frederiksen和j·s . Frederiksen [5),Berbery和维拉6),饶et al。7],Hoskins Inatsu和[8],中村和Shimpo [9),Solman和梅内德斯10),Ashok et al。11de Souza)和•(12])。其他研究用拉格朗日方法确定气旋从低水平(例如,海平面气压(SLP))如Lim和西蒙兹(13),Pezza et al。14),Pezza et al。15),门德斯et al。16),和元et al。17]。斯和霍奇斯18)利用Eularian和拉格朗日方法的评估SH气旋的踪迹。总结不同的跟踪方法是由Neu et al。19)他们发现是一致的,特别是对于更深层次的气旋也没有集群中任何特定的跟踪方法。

由于数据稀疏的SH比北半球,SH再分析数据更容易错误,尤其是在pre-satellite时期1979年之前(例如,Bosilovich [20.]Bengtsson et al。21),安德森et al。22陈,et al。23])。然而,错误也发生以外的其他原因排除卫星数据。例如,十字架和Bosilovich [24)发现差异导致再分析数据集整合SSM / I数据。因为SH再分析数据比北半球更容易错误,由此可见,SH飓风轨迹也可能容易出错,虽然现代同化技术和改进的模型有所减轻这个问题。例如,霍奇et al。25)评估在几个coarse-gridded SH飓风轨迹数据集,发现不一致记录密度和强度。在后续的一篇论文中,霍奇斯等。26飓风轨迹)评估SH气候学在几个高分辨率再分析数据集,发现明显改善相对于霍奇et al。25],SH气旋接近NH跟踪协议。如上所述,霍奇et al。26),改进了数据同化,尤其是关于卫星数据,结合高分辨率的使用预测模型,直接导致了这些改进。

评估SH年际变化的飓风轨迹时,司机的位置和强度的关键亚热带和极地飞机(STJ SPJ, resp)。例如,中村和Sampe [27),中村et al。28],和中村Shimpo [9)发现STJ下减少低级温带气旋和增强低级SPJ温带气旋。三个外部因素影响STJ SPJ厄尔尼诺,印度洋偶极子(IOD)和南极振荡(氧化铝)。El Nino-induced SH循环变化与赤道异常对流,变化的位置和大小的STJ和SPJ29日]。如上所述,Ashok et al。11),发现Trenberth et al。29日),El Nino-induced环流的变化与STJ SPJ。例如,在南国的夏天,气旋路线是增强(抑制)厄尔尼诺(拉尼娜)由于STJ的集约化和SPJ在厄尔尼诺现象期间(11,30.]。Cai et al。31日)发现异常对流从厄尔尼诺教唆罗斯比波列在南国的冬天从中央赤道太平洋向极,这被称为太平洋南美(PSA)模式(32,33]。Cai et al。31日]还发现第二个罗斯比波列来自赤道非洲,中心的相反极性的浅海区和南澳大利亚,分别。DeWeaver和尼噶的34)利用NCEP再分析资料和大气环流模式(AGCM)也证明罗斯比波传播针对异常热带加热和冷却。可行,飓风追踪响应来自罗斯贝波火车、对流层中间纬度变化的来源地区是热带地区。例如,Pezza et al。15]做了综合分析SH飓风追踪使用南方涛动指数(SOI)作为ENSO的代理。他们发现当SOI是正的,有飓风的增加在塔斯曼海在澳大利亚东南部。Pezza et al。15]还发现少气旋在南极洲附近一个环形模式和南美洲南部SOI是积极的。这些变化可能是为了应对厄尔Nino-induced PSA模式。

印度洋偶极子(IOD)是指在印度洋海温在热带地带性差异(35]。类似ENSO, IOD改变了SH通过异常对流环流,除此之外,对于IOD,对流起源于热带印度洋。Saji和山形36]退化200 - hpa风到罗斯比波列的IOD说明来自异常对流与IOD负责他们观察的SH温带结构。Ashok et al。37)相关的正相IOD澳大利亚西部和南部与降雨量的减少,而Ashok et al。11)与西风带弱弱气旋路线在澳大利亚东南部。当厄尔尼诺的结合积极的阶段,Ashok et al。11]推断的结果将是一个极其干燥的冬季。

动机研究氧化铝对飓风轨迹的影响提供了理由和鲁阿尔38),他们发现大多数湿(干)冬天在西方南非与负(正)阶段的氧化铝。原因和鲁阿尔38]得出的机制与影响南非降水涉及STJ变化,低层水汽通量的变化融合,局部隆起,低级的收敛和相对涡度,导致了朝赤道方向转变和更强的飓风轨迹中间纬度在南非-氧化铝的阶段。Pezza et al。15)使用的氧化铝复合的气旋,发现模式类似半年度模式(SAM)。门德斯et al。16飓风追踪)进行了综合分析和氧化铝,发现飓风更频繁(少)在(中期)高纬度积极的氧化铝。

本文分为五个额外的部分。部分2描述所使用的数据集。部分3本文描述的方法用于同时部分4比较了飓风追踪各种再分析数据集之间的频率和强度气候学。部分5检查年际变化通过综合分析和偏相关评估飓风轨迹的变化频率和强度的函数强厄尔尼诺和拉尼娜现象,IOD,和氧化铝。最后,部分6讨论结果,并给出结论。

2。数据

对于我们的研究,我们产生飓风轨迹再分析数据的三个主要来源:(1)美国国家环境预测中心(NCEP)再分析我从1950年到2010年39,40(2)从1979年到2010年NCEP再分析II资料(41),(3)ECMWF ERA-40再分析数据集从1958年到2001年。(42]。虽然我们是利用老,coarse-gridded数据集,使用它们的一个关键优势是他们的时间范围,这是需要综合分析这项工作的一部分。Ashok et al。11)指出,他们的数据仅限于1979 - 2003年期间,这是相对较短的时间尺度。我们也希望关注飓风追踪差异是由于数据同化,应对外部气候强迫和气候的变化,而不是解决分歧,使粗网格数据集有吸引力的选择。coarse-gridded数据集上执行我们的分析也为未来的工作提供了一个基准,我们关注空间分辨率的影响飓风的年际变化的痕迹。简要的描述在我们的研究中使用的数据集如下。

(一)NCEP再分析我资料。所描述的Kalnay et al。39等。[]和基斯特勒公司40),NCEP再分析我资料是基于NCEP全球谱模式的T62版本有28个垂直的水平。数据通过三维变分同化(3 dvar)计划(43]。生成风暴,我们利用6小时海平面压力(SLP)数据从1950年到2010年,空间分辨率为2.5°×2.5°(纬度/经度)。

(b)第二NCEP再分析数据。类似于NCEP再分析我资料,NCEP再分析II资料也是基于NCEP全球谱模式的T62版本有28个垂直水平(41]。从这个意义上讲,NCEP再分析II资料应该被视为一个升级我再分析数据,而不是作为一个单独的再分析数据。所描述的Kanamitsu et al。41),错误是固定从我再分析数据包括以下:(1)再分析II数据固定一个南半球虚假数据(PAOBS)问题从1979年到92年,(2)固定积雪分析错误出现从1974年到94年,(3)修复湿度扩散消除“光谱雪”问题,(4)固定海洋反照率在整个期间,(5)相对humidity-cloudiness关系表中移除不连续在0°、180°为整个时期,和(6)固定融雪对整个时期。风暴轨迹生成NCEP再分析II的资料从6小时海平面压力(SLP)数据,1979年到2010年,空间分辨率为2.5°×2.5°(纬度/经度)。

(c) ECMWF ERA-40数据。所描述的Uppala et al。42),ERA-40 T159版本的数据是基于ECMWF模式,与60垂直层。类似于NCEP可利用I和II资料,ERA-40数据通过3 dvar也同化方案(44]。类似于NCEP可利用I和II的数据集,我们也从ERA-40风暴轨迹生成数据,生成风暴跟踪从6小时海平面压力(SLP)数据空间分辨率为2.5°×2.5°(纬度/经度)。的时间我们选择ERA-40气候学从1958年到2001年。

3所示。方法

我们使用方法生成风暴跟踪由Serreze [45),确定风暴通过识别局部最小值在SLP相对于周围的网格点。在这项研究中,我们利用1 hPa阈值,这是相同的,为使用和希金斯(46]。允许“中心跳”,时间步长之间的最大距离风暴可能会是800公里。该方法采用为和希金斯(46)来生成一个北美气候学从我六小时SLP NCEP / NCAR再分析数据从1950年到2002年。在我们的研究中,我们扩展了气候学发展从NCEP再分析数据为,希金斯(46通过2010年(NCEP1_5010)]。注意,包括被设计成符合年用于评估年际变化。此外,在1950年之前数据可用性是低于1950年之后(例如,见图1et al。(在基斯特勒公司40])。我们也开发气候学ECMWF ERA-40数据从1958年到2001年(ERA40_5801)和二NCEP再分析数据从1979年到2010年(NCEP2_7910)。

自1979年之前数据遭受更大的不确定性,由于缺乏包容的卫星数据,我们再分析我数据分割成两个部分:从1950年到1978年第一个(NCEP1_5078)从1979年到2010年,第二个(NCEP1_7910)。通过这样做,我们可以比较pre-satellite post-satellite时代,检查其差异之处。这也使我们能够评估等潜在的气候信号从阳极氧化铝的趋势47]。我再分析数据从1979年到2010年还用于评估如果改进二再分析数据影响飓风追踪气候学。与ERA40_5801做个比较,我们还开发我从气候学NCEP再分析数据从1958年到2001年(NCEP1_5801)。所有再分析数据集及其缩写用于本研究总结在表1。

飓风追踪气候学被装箱气旋生成的频率和强度为5°纬度5°经度盒子类似于为和希金斯(46]。占纬度的依赖,我们生成一个季节性MSLP气候学为每个从月度MSLP数据再分析数据集,通过执行一个网格去趋势线性回归。然后我们规范化的气旋路线强度减去每个网格的去趋势季节性MSLP盒子。在每种情况下,我们使用一个代表性的气候学确保一致性(例如,ERA40_5801气候学减去从ERA40_5801气旋强度,NCEP1_7910气候学减去从NCEP1_7910气旋强度,等等)。结果给出了每个季节为南国的夏天(JFM)定义,南国下降(AMJ),南方的冬天(雅),和南国之春(的生命)。因为SH飓风追踪频率减少阻碍高情理之中,我们评估飓风追踪频率和强度飓风轨迹SH活跃地区的差异(52.5°- 67.5°年代,32.5°e - 37.5°W)雅作为显示在图1。NH飓风跟踪同行不同,SH气旋强度和频率跟踪配置相当好,证明我们的选择一个领域评估频率和强度的差异。飓风追踪频率和强度在本地区和平均差使用上述各自再分析数据集。统计学意义是列表通过利用一个学生以及。

虽然我们承认潜在的额外的错误,包括一些数据从1979年以前,我们宁愿霍斯金斯和霍奇斯的方法18),整个时间的数据评估SH飓风轨迹。优点是,我们可以在较长时间内生成统计数据。斯和霍奇斯18)评估变更的影响观测系统的结果和确定卫星数据的缺乏没有显著改变他们的结论。

对于这项工作的年际变化部分,我们选择了关注厄尔尼诺,IOD,和氧化铝。进行综合分析探讨气旋强度和频率跟踪的行为在极端气候制度。我们选择了把重点放在承宪冬天(雅)对于我们的综合分析,因为飓风轨迹在冬天最增强SH(例如,看到霍斯金斯和霍奇斯18])。自SH IOD影响最强的春天,IOD复合材料是作为计算。

ENSO复合材料,我们使用了ENSO强度指数(EIS)中描述Kousky和希金斯(48),由两倍计算海洋尼诺指数(海洋尼诺指数或ONI的定义是Nino3.4指数的三个月移动平均)确定厄尔尼诺和拉尼娜现象。中度/强厄尔尼诺(拉尼娜)事件被定义为EIS大于或等于(小于或等于)两个(- 2)。阳极氧化铝,我们利用SH环形模式指数(萨米)从南和李49),计算氧化铝通过之间的归一化差异SLP 40°、70°的年代。这略有别于传统的差分方法40°、65°年代使用的锣和王50]。南和李49)选择使用70°S,因为一种更健壮的40°、70°之间的负相关而不是40°、65°S。IOD,我们利用数据从Saji et al。35]。

合成的氧化铝和IOD是根据标准偏差(SD)。我们利用75 SD截止的积极和消极的氧化铝和IOD事件保存样本大小和提供一个适当的水平来检测潜在的气候信号。

综合分析显示只有NCEP1_5801和ERA40_5801强调潜在ERA-40和NCEP再分析数据集之间的差异。不显示其他的原因再分析数据集是不足的时间长度。我们也选择不显示NCEP1_5010,因为它包含了大量的与NCEP1_5801重叠。

在综合分析给出了角度飓风轨迹如何应对强ENSO, IOD,和氧化铝事件,有一个来自其他外部气候迫使外部影响的风险。因此,我们采用偏相关分析。所描述的Ashok et al。11偏相关,消除变量”的潜在影响₃“当关联变量”₁”与“₂”。这也是可行的将这种方法扩展到四个变量消除的影响”₁”和“₂“当关联”₃”与“₄,“我们三个和四个变量采用偏相关。在我们的研究中,我们与厄尔尼诺现象消除碘和IOD消除厄尔尼诺现象。自从IOD和厄尔尼诺现象代表外部强迫的气候系统和氧化铝代表内部气候系统的变化,我们没有消除氧化铝IOD /厄尔尼诺偏相关分析。然而,氧化铝的相关性,我们消除了厄尔尼诺和IOD潜在贡献我们的结果。足够的时间大小允许我们包括NCEP1_7910和NCEP1_5078之间的比较。

4所示。气候学

季节平均飓风追踪NCEP1_5010如图的频率和强度2。注意,因为飓风追踪频率和强度气候学在我们这里描述类似的其他数据集定性,如图9和10,分别。NCEP1_5010显示频率的增加从南国的夏天到冬天,随着减少南国春向南极的海岸,符合西芒et al。51),霍奇et al。25)和鲍勃·霍奇斯(18)(图2(一)-2(d))。我们还注意到南亚印度洋东部地区的澳大利亚最多的风暴同意西蒙兹et al。51)和Ulbrich et al。52]。南极洲海岸附近的频率最大值是由于大型斜压性在这一地区(25,53]。潜在的差异由于跟踪方法和/或空间分辨率指出我们的频率大小是少比霍奇et al。25)和鲍勃·霍奇斯(18]。一个可能的原因是跟踪方法,因为斯和霍奇斯(18)使用ERA-40数据的分析。然而,数据分辨率可能也扮演了一定的角色。例如,Akperov和Mokhov54]相比NH风暴之间的追踪NCEP再分析我,ERA-40, ERA-INTERIM数据和发现更多的风暴与半径不到200公里ERA-INTERIM数据由于ERA-INTERIM数据的能力解决飓风规模较小的空间。Tilinia et al。55]还发现,热带风暴频率增加空间分辨率的函数,随着数量增加1390 /年的再分析II数据超过1800 /年。在高分辨率NASA一项目数据。有趣的是,Tilinia et al。55]还发现,跟踪方法做了扮演一个角色在飓风频率检查迅速深化气旋。

强热带风暴强度,NCEP1_5010产生越来越强烈的气旋从南国的夏天到南方的冬天,没那么强烈的气旋的趋势在南国春(图2 (e) -2(h))。有趣的是,最强烈的气旋位于大约10度朝赤道方向最频繁的飓风类似霍奇斯的发现等。25),西蒙兹et al。51)和鲍勃·霍奇斯(18)(例如,南方的冬天,最频繁的飓风是在60°S为中心的乐队,在最强烈的飓风在一个乐队集中在50°S(比较图2与图(c)2(g))。一个可能的原因是由霍斯金斯和霍奇斯18),确定密度最大的地区阻碍飓风地区的起源而接近南极地区通常消散。

尽管所有的再分析强度和频率气候学定性相似(见图9和10),它是审慎的评估差异SH活跃气旋雅(表期间跟踪3)。虽然有良好的协议从同一时期当比较类似的再分析产品(例如,NCEP2_7910与NCEP1_7910),有大大减少飓风当比较不同时期(例如,NCEP1_7910 NCEP1_5078相比(表3))。尽管这些差异可能是由于至少部分比较pre - post-satellite时期,与积极的趋势相一致的差异与观察自1970年代(47]。这个想法得到加强的结果门德斯et al。16)和Pezza et al。15),合成飓风轨迹对阳极氧化铝,发现南极洲北部增加、减少阻碍当差分正面和负面的氧化铝阶段。

当评估强度活跃SH气旋地区发生显著差异。例如,ERA40_5801气旋产生显著强于NCEP1_5801(表3)。由于这两个数据集是评估在相同的时间,不同的同化技术很可能NCEP1_5801和ERA40_5801数据之间的原因。注意,NH(没有显示),有优秀的协议NCEP1_5801和ERA40_5801频率和强度。NCEP2_7910和NCEP1_7910(表之间的协议3)并不奇怪,因为NCEP2_7910 NCEP1_7910可以被认为是一个改进版本,而不是一个新的完全独立的再分析数据集。相对于NCEP1_5078 NCEP1_7910产生更强烈的气旋(表3),这是符合一个积极与前面讨论的趋势在评估飓风跟踪频率的差异。

5。年际变化

5.1。综合分析

对于我们的综合分析,我们选择比较ERA40_5801 NCEP1_5801评估ERA-40和NCEP再分析资料之间的差异。我们选择不执行综合分析NCEP1_7910 NCEP1_5078,大小和NCEP2_7910因为他们有限的时间,尽管我们确实包括这些数据集的相关分析。

冬季风暴跟踪频率差异厄尔尼诺和拉尼娜雅NCEP1_5801和ERA40_5801(数字显示3(一个)和3 (b)、职责)。四个主要乐队是厄尔尼诺现象明显,再分析数据集。第一是增加的区域在南太平洋飓风频率从35°S, 180°E east-southeastward到南大西洋50°S 40°W。少气旋通常被认为阻碍从45°S 50°E 65°S 70°W。从这个地区向南,更频繁的飓风从60°S 70°E向东延伸到65°S 170°W。最后,减少频繁的飓风发生在南极海岸从70°E 160°E。

减少(增加)在飓风频率高(中期)纬度南太平洋,尤其是在南方的冬天是一致的与PSA模式讨论Garreaud和巴蒂33和Cai et al。31日]。PSA由南发出罗斯比波列和对流赤道太平洋中部的偏西风为主。高飓风频率南澳大利亚的面积60°S符合第二个罗斯比波模式起源于赤道非洲(31日]。

虽然整体ENSO反应在两种再分析数据集相似,差异也指出。例如,显著减少气旋发生的南美洲南端的南厄尔尼诺现象相对于ERA40_5801拉尼娜现象,但不是在NCEP1_5801(比较图3(一个)与图3 (b))。增加飓风厄尔尼诺现象相对于拉尼娜发生从65°S 160°E偏西风为主到75°S 140°W ERA40_5801,虽然这个区域是流离失所向东沿着60°S NCEP1_5801(比较图3(一个)与图3 (b))。大大减少频繁的飓风也指出澳大利亚东南部南部NCEP1_5801但不是在ERA40_5801(比较图3(一个)与图3 (b))。因为上面的差异被发现在两个不同的再分析数据集,数据同化和模型差异的可能原因。

ENSO强度复合材料NCEP1_5801和ERA40_5801(图3 (c)和图3 (d)、职责),一个独特的对联出现在南太平洋中部较强(弱)气旋从30°S-45°S(55°- 65°年代)厄尔尼诺现象相对于拉尼娜现象。对联是定义在NCEP1_5801比ERA40_5801(比较图3 (c)与图3 (d))。破碎带的没那么强烈的气旋也从南非南部延伸到澳大利亚南部,特别是NCEP1_5801(比较图3 (c)与图3 (d))。ENSO强度复合材料通常是相反的信号对ENSO的频率合成(比较数据3(一个)和3 (b)与数据3 (c)和3 (d)多(少),这意味着地区)频繁的飓风也更强烈(少)。这符合变化的地方ENSO-induced PSA变化模式。

厄尔尼诺现象一样,IOD频率复合材料(数据显示一些有趣的特性4(一)和4 (b))。我们展示的结果南国之春(反应),因为它更有利于IOD的影响相对于其他季节。面向两个破碎的乐队从西北到东南东都在再分析数据集(数字4(一)和4 (b))。第一个乐队是一个带气旋频率增加积极IOD相对于消极IOD从50°S, 90°E 75°、150°W(数字4(一)和4 (b))。一群减少飓风追踪频率积极IOD相对于消极IOD延伸从45°S, 120°E 65°、70°W。南国的带状结构我们看到春天并不奇怪,因为这是当IOD影响最强的(56]。

IOD的频率复合模式有点类似ENSO的澳大利亚和南极洲之间两个乐队组合(例如,比较图3(一个)与图4(一)和图3 (b)与图4 (b)),这表明罗斯贝波传播从中央赤道太平洋和赤道非洲可能扮演一个角色31日]。这种可能性是由于碘和ENSO呈正相关在南国之春31日]。

与ENSO复合材料一致,地区差异比较NCEP1_5801 ERA40_5801时发生。例如,减少气旋的乐队是更加突出和重要的南太平洋ERA40_5801比NCEP1_5801(比较图4(一)与图4 (b))。降低频率的第三个乐队的建议积极IOD相对于消极IOD也看到ERA40_5801从30°S, 50°W - 50°S, 10°W,只是勉强可辨别的NCEP1_5801(比较图4(一)与图4 (b))。

IOD气旋路线强度,整体结构不如IOD频率组合定义。然而,有一个倾向于少(多)强烈气旋南澳大利亚从30°S-45°S(55°- 65°年代)积极IOD相对于消极IOD,也许是飓风强度的变化由于罗斯比波传播从中央赤道太平洋和赤道非洲。

鉴于IOD强度复合材料相对较弱,很难检测NCEP1_5801和ERA40_5801之间的差异。更强烈的飓风正IOD相对于负IOD被认为在南太平洋西南部ERA40_5801从55°S到70°和30°的南太平洋东南部年代ERA40_5801 45°S,但这不是NCEP1_5801(比较图4 (c)与图4 (d))。更强烈的飓风正IOD相对于负IOD NCEP1_5801南美洲和南极洲之间也会发生,但不是ERA40_5801(比较图4 (c)与图4 (d))。

最强大的结果,最大的氧化铝复合材料领域的重要性。频率的氧化铝复合材料,由减法计算的负相氧化铝从阳极氧化铝的积极的阶段,由一个环形结构,增加飓风频率在65°和频率下降50°年代数据集(数字5(一个)和5 (b)),特别是从印度洋向东向南澳大利亚。虽然与信号是不同的NCEP1_5801和ERA40_5801,正面/负面频率对联为积极的氧化铝相对于消极的氧化铝是更好的定义及在NCEP1_5801空中程度比在ERA40_5801(比较图5(一个)与图5 (b))。乐队飓风频率下降的积极的氧化铝相对于消极的氧化铝也向西延伸在NCEP1_5801南非的南部,但不是在ERA40_5801(比较图5(一个)与图5 (b))。

有趣的是,氧化铝复合强度不一致与频率合成(数字5 (c)和5 (d))。例如,尽管领域更频繁、更严重的飓风沿着65°S一致,更强烈的气旋朝赤道方向从该区域扩大到大约50°S,特别是当研究印度洋(比较数据5(一个)和5 (b)与数据5 (c)和5 (d))。这意味着更少的(更大的),但更多(更少),强烈的飓风发生在南印度洋附近的50°S期间正(负)的氧化铝。虽然这看起来可能很奇怪,Pezza et al。15)指出,西蒙兹(57)没有发现二和气旋强度之间的相关性。正如节中提到的3,最大风暴朝赤道方向密度地区地区的起源而接近南极地区多数溶菌作用也可能发挥作用的18]。虽然超出了本文的范围,这将是有趣的调查创世纪的位置和溶解在南印度洋进一步探索如何映射到氧化铝。

上述结果显示一些有趣的反应,飓风跟踪频率和强度对ENSO的不同阶段,IOD,和氧化铝。我们看到地图结构罗斯贝波列车引发的异常对流。我们也看到差异由于不同之间的同化过程NCEP和ER40再分析数据集。区域响应的敏感性的选择再分析产品时应观察表明,谨慎评估区域年际变化域。因为我们无法消除污染导致的其他气候迫使我们的结果(例如,ENSO影响IOD),我们在下一节中进行偏相关分析。

5.2。偏相关分析

在本节中,我们采用偏相关分析类似于Ashok et al。11),用这种方法来隔离IOD从ENSO SH飓风轨迹的影响。由于海平面压力是暂时的不连续,我们只显示结果的频率和NCEP1_5801和ERA40_5801以及NCEP1_7910和NCEP1_5078强调不同的再分析数据集和不同时间之间的差异在同一时期再分析数据集,分别。符合Ashok et al。11],厄尔尼诺现象的相关性是由过滤碘的影响;IOD的相关性是由过滤厄尔尼诺现象的影响,并与相关性是由过滤IOD的厄尔尼诺现象的影响,。强调意义,超过90%的地区意义通过2-tailed测试计算。

图6展示了厄尔尼诺和气旋之间的偏相关跟踪频率。PSA模式是明显的环状结构的相关性在南太平洋,和正(负)之间的相关性在南太平洋中心30°35°年代(55°年代和60°S)在所有再分析数据集(图6)。属赤道非洲的一部分波列也可以反映在澳大利亚西南部的负相关(图6)。这个区域出现在所有除了NCEP1_5078(图再分析数据集6 (d))。NCEP1_5801 ERA40_5801比较的时候,结果看上去很相似,虽然负相关的乐队在南太平洋是NCEP1_5801(比较图更好的定义6(一)与图6 (b))。

最大的差异是NCEP1_7910 NCEP1_5078比较的时候。除了澳大利亚西南部的负相关领域上面所讨论的,差异NCEP1_7910 NCEP1_5078包括(1)一群相当弱负相关延长破碎的地区从55°S 170°W到65°S 80°W NCEP1_7910但不是NCEP1_5078和(2)的正相关性明显狭窄区NCEP1_5078从65°S 120°W到70°S 150°W但不是在NCEP1_7910(比较图6 (c)与图6 (d))。虽然这可能与ENSO的健壮性/ PSA远程并置对比比较之前和之后1978年的数据时,数据同化也是一个可能的原因。

部分IOD相关,负相关的破碎带40°S和破碎带的正相关关系在南太平洋东60°到南大西洋NCEP1_5801和ERA40_5801对应赤道非洲罗斯比波列中讨论综合分析(数据7(一)和7 (b))。NCEP1_5801差异和ERA40_5801包括(1)积极的相关性60°S在南太平洋ERA40_5801最佳NCEP1_5801而不是定义,(2)面积显著正相关在南大西洋60°年代更加突出在ERA40_5801 NCEP1_5801比,和(3)面积之间的正相关关系出现在南印度洋非洲和澳大利亚ERA40_5801但不是在NCEP1_5801(比较图7(一)与图7 (b))。

NCEP1_7910 NCEP1_5078比较的时候,IOD响应的差异指出正相关(1)乐队的南澳大利亚60°和30°之间在南太平洋年代和40°S在NCEP1_5078 NCEP1_7910但不是,(2)负相关的破碎带东部澳大利亚东南部东流离失所的新西兰略朝赤道方向相对于NCEP1_7910 NCEP1_5078,和(3)显著正相关性在南大西洋60°S NCEP1_5078但不是在NCEP1_5801(比较图7 (c)与图7 (d))。尽管数据同化是一个可能的因素,缺乏一个乐队正相关的60°S在南太平洋NCEP1_5078表明赤道非洲罗斯比波列应对IOD是更好的捕捉到1978年后的一段时期相对于1978年以前。

最后,氧化铝相关显示了一个环形结构,与一群为中心的正相关性约65°和负相关性在50°年代再分析数据集,尤其是在南印度洋(图8)。阳极氧化铝结构更好的定义NCEP1_5801相对于ERA40_5801符合我们综合分析(比较数据8(一个)和8 (b)与数据5(一个)和5 (b))。消极的乐队在NCEP1_5801 50°S也向西延伸到南非但不是在ERA40_5801(比较图8(一个)与图8 (b))。尽管这种差异可能是由于模型/同化NCEP1_5801和ERA40_5801之间的差异,这一特性也在NCEP1_5078(图8 (d))表明数据同化的差异或差异由于不同的阳极氧化铝响应可能扮演一个角色。

两个有趣的特性是还指出当比较NCEP1_7910 NCEP1_5078(数字8 (c)和8 (d))。第一个是正相关的东巴西在NCEP1_5078 NCEP1_7910但不是。第二个是一个正相关的领域在智利北部NCEP1_5078 /阿根廷/西南巴西北部。关于第一项,氧化铝的差异响应或数据同化的差异是可能的原因。关于第二点,这是可能的,除了数据同化的差异,背风面变化气旋生成氧化铝由于积极趋势顺风的安第斯山脉也可能是负责任的。高分辨率再分析数据集将在探索这种可能性是有益的。

6。结论

所有的再分析数据集产生定性相似的频率和强度气候学。尽管没有季节性的位移在飓风轨迹的位置,有一个季节性变化频率和强度的大小。当飓风轨迹比较数据集之间的气候学,NCEP2_7910 NCEP1_7910显示,优秀的协议在飓风追踪频率和强度气候学,这并不奇怪,因为这比较是一个更新版本相同的再分析数据集在同一时间。系统频率和强度上的差异是由数据同化的差异/模型差异当比较不同再分析产品同一时期(例如,NCEP1_5801和ERA40_5801)或由于卫星数据可用性/气候变化(例如,积极趋势在1970年代以来的氧化铝)当比较相同的再分析产品在不同时期(例如,NCEP1_7910和NCEP1_5078)。

综合分析映射好几个罗斯贝波列车在一些情况下:即厄尔尼诺的PSA和赤道非洲模式和东印度洋模式IOD,证明基于表面SH飓风轨迹应对由于异常对流在热带对流层的变化。应该小心谨慎,然而,使用再分析数据区域气候评估由于(1)粗敏感性空间网格,(2)再分析数据集之间的同化技术/模型的差异,和(3)时间的时期选择进行综合分析。氧化铝复合材料显示出强劲的飓风轨迹环形结构的频率,而不是强度,支持弱气旋频率和气旋强度之间的关系讨论了西蒙兹(57]。

罗斯贝波结构的综合分析也明显偏相关分析。这表明最有可能的几个特性综合分析显然没有受到其他气候营力。没有正相关性以及60°S在南太平洋NCEP1_5078表明赤道非洲罗斯比波列应对IOD是1979年之前不活跃。

给我们看到各种再分析数据集之间的差异飓风跟踪气候学和年际变化,这将是有趣的调查得到多少改善之间的一致性数据集在分析高分辨率再分析数据集。未来的工作将集中于这个任务,看看我们的飓风追踪方法显示相同的改进对SH证明了霍奇et al。26]。鉴于高分辨率数据集复制能力风暴结构,我们也同意Tilinia et al。55),它会检查水分极大的兴趣/运输相关中间纬度气旋。自评估年际变化再分析数据集样本容量总是有限的,不可能超过一个气候变量进行综合分析。为了解决这个问题,我们还计划利用NCEP的预测高数据构建统计学上有意义的复合材料组合的厄尔尼诺和拉尼娜现象,IOD,氧化铝,PDO。

利益冲突

盖为博士和Jon Gottschalck先生宣布没有利益冲突有关的出版。

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