6月青藏高原热源厚度变化分析

思想：将气象要素场序列分解成正交的时间函数与正交的空间函数乘积之和，常把空间函数 看作典型场，时间函数 看作典型场的权重系数，则不同时间的要素场是若干个典型场按不同权重线性迭加的结果。各个场之间的差别就在于各典型场系数的不同。上述基本思想用公式表示即：

实际上，自然正交函数（经验正交函数）展开就是以场上各点要素值的“相关矩阵”的特征向量为典型场的正交函数展开。

经验正交函数（EOF）没有固定的函数形势，在用资料场构造典型场时不需人为事先规定，能客观地反映原始场的结构和特征，另一方面，它收敛速度快，有利于大量信息的浓缩和集中，能较好地反映出气象要素场的主要空间振荡特征。

三、每10年热源最大值层高度距平平均

在60年代高原主体皆为负值区，在高原的西南，西北与东侧为正值区，说明在60年代高原主体上的热源最大值层高度与多年平均相比偏高。到了70年代，整个高原全为负值区，高原西北侧的正值区消失，但高原西南侧与高原东侧的正值区依然存在，故在70年代，高原上的热源最大值层高度与多年平均相比较也较高。80年代高原西南侧的正值中增强，与高原东侧的正值中心相连，整个高原南部都处于正值区，高原的北部为负值区，说明在80年代，高原南部的热源最大值层高度较多年平均偏低，高原北部的热源最大值层高度较多年平均偏高。在90年代，等值线分布整体与80年代相近，但在高原的中部，0线有所南压，高原南部为正值区，北部为负值区，说明高原南部的热源最大值层高度与多年平均相比偏低，北部与多年平均相比偏高。从4张10年平均图可以看出，在高原上热源最大值层高度总体呈下降趋势。

（a）61-70年平均

（b）71-80年平均

（c）81-90年平均

（d）91-01年平均

图1 每10年热源最大值层高度距平的平均 （单位 ）

四、高原大气热源最大值层高度异常的EOF分析

图2 高原大气热源最大值层高度异常EOF分析的第一模态

图3 高原大气热源最大值层高度异常EOF分析的第一模态时间序列

根据热源最大值层高度异常距平的EOF分析的结果，第一模态的方差贡献为16.18%，其空间分布主要呈现环绕型，高原上值主要在0线附近，而在高原南侧、北侧、印度北部与四川云南地区各有负值中心，在高原中部与东部有正值。时间序列上热源最大值层高度表现出了年代际的变化，在1982年前为正，在1982年到1989年为负，1989年以后至1999年又呈正，1999年至2001年为负。在1982年前，高原南侧、北侧、印度北部与四川云南地区为加热最大值层高度与多年平均相比较的高值区，在1982年到1989年这些地区的加热最大值层高度与多年平均相比偏低，1989年以后至1999年这些地区的加热最大值层高度较多年平均偏高，1999年至2001年这些地区的加热最大值层高度又较多年平均偏低。在1982年前，高原中部与东部为加热最大值层高度与多年平均相比较的低值区，1982年到1989年高原中部与东部地区的加热最大值层高度与多年平均相比偏高，1989年以后至1999年，高原中部与东部地区的加热最大值层高度与多年平均相比偏低，1999年至2001年这两个地区的加热最大值层高度跟多年平均相比偏高。

第二模态的方差贡献为12.75%，在高原北部东西两侧有负值中心，在高原南部两侧有正值中心，在巴基斯坦地区有正中心，在四川贵州地区有负中心。该模态的时间序列也呈年代际变化，在1993年前为正，在1993年至2001年为负。1993年前，高原北部两侧的热源最大值层高度跟多年平均相比较高，高原南部两侧加热最大值层高度与多年平均相比偏低。1993年到2001年在高原北部两侧加热最大值层高度较多年平均偏低，在高原南部两侧加热最大值层高度较多年平均偏高。

图4 高原大气热源最大值层高度异常EOF分析的第二模态

图5 高原大气热源最大值层高度异常EOF分析的第二模态时间序列

图6 高原大气热源最大值层高度异常EOF分析的第三模态

图7 高原大气热源最大值层高度异常EOF分析的第三模态时间序列

第三模态的方差贡献为10.16%，在高原南北两侧与四川地区为正中心，在青海和印度为负中心。第三模态的时间序列为年纪变化，高原地区热源最大值层高度以2—3年的周期振荡变化。

五、高原大气热源最大值层加热率值的EOF分析

根据热源最大值层的加热率值EOF分析的结果，第一模态的方差贡献为19.01%，在高原上主要为负值区，在高原西南侧为正值中心。第一模态的时间序列呈现出年代际的变化，在1995年前为正，在1995年至2001年为负。在1995年前，高原上加热率值较小，高原南侧加热率值异常偏大。在1995年以后至2001年，高原上加热率值异常偏大，而在高原南侧加热率值较小。

图8 高原大气热源最大值层加热率值EOF分析的第一模态

图9 高原大气热源最大值层加热率值EOF分析的第一模态的时间序列

图10 高原大气热源最大值层加热率值EOF分析的第二模态

图11 高原大气热源最大值层加热率值EOF分析的第二模态时间序列

第二模态的方差贡献为11.33%，在高原上为正值中心，高原两侧为负值区。其时间序列呈年代纪变化，1982年前为正，1982—1988年为负，1988—2001年正负交替出现。故1982年前高原上加热率值较大，高原两侧加热率值较小。1982—1988年，高原上加热率值较小，高原两侧加热率值较大。1988—2001年以后高原加热率值正负振荡变化。

图12 高原大气热源最大值层加热率值EOF分析的第三模态

图13 高原大气热源最大值层加热率值EOF分析的第三模态时间序列

第三模态的方差贡献率为9.44%，与第二模态相似，在高原上有正值中心，高原两侧为负值，但在青海地区也有一正中心，在印度地区也有正中心。时间序列呈年际变化，高原大气热源最大值层加热率值呈1-2年的振荡变化。

六、结论

（1）在1961-2001年41年中，60年代跟70年代高原上热源最大值层高度与多年平均相比偏高，在80年代到90年代，高原上热源最大值层高度较多年平均偏低。热源最大值层高度总体呈下降趋势。

（2）对高原热源高度距平的EOF分析表明，高原中部热源最大值层高度与高原两侧热源最大值层高度显示出正负相反的形势，热源最大值层高度呈现出年代际的变化。

（3）对热源最大值层加热率值的EOF分析表明，高原东部热源最大值层加热率值和高原西部热源最大值层加热率值显示出正负相反形势，热源最大值层加热率值也呈现出年代际的变化。

参考文献

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