[发明专利]利用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沃克环流指数判断沃克环流强弱的方法，计算赤道东太平洋地区与西太平洋地区对流层850hPa—200hPa垂直速度平均值的差值，其中，赤道东太平洋计算区域为（5°S—5°N，140°W—80°W），赤道西太平洋计算区域为（5°S—5°N，100°E—140°E）。然后，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个月滑动平均得到沃克环流指数OMGI。OMGI指数值越大，代表沃克环流越强，反之越弱。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。何敏(1999)通过(4°S～4°N，160°E～100°W)范围内的850hPa和200hPa纬向风切变表示热带中东太平洋地区沃克环流的强弱，定义了UWI指数。在16个厄尔尼诺事件中，UWI指数有14次峰值超前于厄尔尼诺峰值；在19个拉尼娜事件中，UWI指数有3次峰值超前于拉尼娜峰值。孙稚权(2017)利用东西太平洋海表面气压差△SLP构建指数，定义了SLPI指数。该指数的峰值只能分别超前厄尔尼诺和拉尼娜峰值5次和6次。

因此，目前的沃克环流指数中，UWI指数在提前预测厄尔尼诺峰值上具有一定的意义，但是，在拉尼娜事件中，超前效应不佳。而SLPI指数仅仅在拉尼娜事件中，略好于UWI指数，在厄尔尼诺事件中，峰值超前次次数远小于UWI指数。

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新的沃克环流指数，利用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：

一种利用沃克环流指数判断沃克环流强弱的方法，构建沃克环流指数OMGI，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。

依据赤道太平洋上空沃克环流上升和下沉区域分布，选取下沉区(5°S—5°N，140°W—80°W)和上升区(5°S—5°N，100°E—140°E)。分别计算对流层850hPa至200hPa高度层内赤道东太平洋下沉区垂直速和赤道西太平洋上升区垂直速度的均值，以东太平洋地区的均值减去西太平洋地区的均值，得到初始时间序列，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(保留1位小数)得到沃克环流指数OMGI。OMGI指数值越大，代表沃克环流越强，反之越弱。