[发明专利]利用综合沃克环流指数判断沃克环流强弱的方法

说明书

本发明公开了一种利用综合沃克环流指数判断沃克环流强弱的方法，对UWI指数和OMGI指数赋以权重，构建综合沃克环流指数WCI，WCI值越大，代表沃克环流越强，反之越弱。充分结合了UWI指数和OMGI指数的优点，对于厄尔尼诺和拉尼娜事件都具有显著的超前效应，可作为预测ENSO事件和中国地区降水的预测指数。

技术领域

本发明涉及一种利用综合沃克环流指数判断沃克环流强弱的方法，属于环保技术领域。

背景技术

太平洋上空的沃克环流横跨整个热带太平洋地区，由底层从东向西吹的信风、西太平洋附近的上升气流、高层与信风反向的西风和东太平洋的下沉气流构成。它是由于赤道地区海表温度差异而产生的纬向垂直环流。赤道太平洋海表温度发生变化时，沃克环流的强度和位置均发生变化。当赤道东太平洋海表温度增暖，呈现厄尔尼诺现象时，沃克环流减弱，其上升支和下沉支出现反向变化，即原来的赤道西太平洋上升支变成下沉支，而赤道东太平洋由下沉支转变成上升支，同时，赤道东、西太平洋和全球许多地区的气候也发生显著变化。反之，当赤道东太平洋海表温度变冷，呈现拉尼娜现象时，沃克环流显著增强，上升支和下沉支的强度变化，使用赤道太平洋地区和全球气候发生另外形势的转变。

研究表明，沃克环流的变化超前于ENSO现象1-2个月左右的时间，这就使得沃克环流的强弱和位置变化可能成为一个预测ENSO事件的指数，同时，也可将其作为一个预测中国地区降水的重要指数。

不同学者定义了各种指数来衡量沃克环流强度变化，主要通过纬向风、海表气压、垂直速度构建。利用赤道中太平洋纬向风切变构建的UWI指数在厄尔尼诺事件中的超前效应很好，但拉尼娜事件中超前效果很不理想。而利用赤道东西太平洋垂直运动差值构建的OMGI指数在拉尼娜事件中超前效应显著，但在厄尔尼诺事件中的超前次数不及UWI指数。

因此，目前的沃克环流指数中，UWI指数和OMGI指数在提前预测厄尔尼诺和拉尼娜峰值上各有所长。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种新的利用综合沃克环流指数判断沃克环流强弱的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种利用综合沃克环流指数判断沃克环流强弱的方法，构建综合沃克环流指数(WCI)，用于描述赤道太平洋沃克环流的强弱，对于ENSO事件有显著地超前效应，可作为预测ENSO事件和中国地区降水的预测指数。

对UWI指数和OMGI指数赋以不同权重，构建综合沃克环流指数WCI指数，WCI指数值越大，代表沃克环流越强，反之越弱。UWI指数由200hPa与850hPa上(4°S～4°N，160°E～100°W)区域平均纬向风之差计算得到，并进行标准化处理，使其时间序列均值为0，方差为1，再进行3个月滑动平均。OMGI指数由850hPa—200hPa赤道东太平洋地区与西太平洋地区垂直速度的差值计算得到，同样进行标准化和3个月滑动平均处理。综合WCI指数可写成如下形式：

WCI＝ɑ×UWI+(1-ɑ)×OMGI (1)

其中，ɑ不是固定值，它随C值的改变而变化，C值是UWI距平和OMGI距平的平均值，当C值为正时，ɑ取0；当其为负时，ɑ取1；当其为0时，ɑ取0.5。通过C值获得ɑ后，再代入式(1)，便可计算出各月的WCI。

有益效果：本发明提供的利用综合沃克环流指数判断沃克环流强弱的方法，具有以下优点：该指数对于厄尔尼诺和拉尼娜事件都具有显著的超前效应。在1948-2017年共35次ENSO事件中，峰值出现时间超前Nino3.4指数峰值出现时间24次；在16次厄尔尼诺事件中超前14次；在19次拉尼娜事件中最值出现时间超前Nino3.4指数峰值出现时间10次，充分结合了UWI指数和OMGI指数的优点。

附图说明