地理科学 ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (3): 445-454.doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2017.03.015
侯立春1,2,3(), 林振山1,3(
), 刘翔1,3, 罗虎明4
收稿日期:
2016-03-13
修回日期:
2016-04-20
出版日期:
2017-03-20
发布日期:
2017-03-20
作者简介:
作者简介:侯立春(1965-),男,江苏新沂人,副教授,主要从事地学建模与全球变化方向研究。 E-mail:
基金资助:
Lichun Hou1,2,3(), Zhenshan Lin1,3(
), Xiang Liu1,3, Huming Luo4
Received:
2016-03-13
Revised:
2016-04-20
Online:
2017-03-20
Published:
2017-03-20
Supported by:
摘要:
利用观测数据,运用非线性统计-动力学方法,反演系统各因子之间的相互关系,建立了东亚亚热带季风变化的动力方程,为研究东亚亚热带季风的驱动机制提供了量化参考。研究发现:过去2 000 a东亚亚热带季风是多因子通过反馈机制相互作用影响且具有耦合效应的复杂非线性动力系统,其驱动力主要来源于普若岗日冰芯δ18О代表的青藏高原热力作用强迫、太阳黑子活动、ENSO、温室气体单因子CO2和CH4浓度、北极温度和CH4及北极温度与7月太阳辐射的耦合作用机制;反馈调节作用主要源于7月太阳辐射与太阳黑子活动、CH4浓度、中国陆地地表温、CH4与7月太阳辐射以及CO2和CH4的耦合调节作用。并通过动力反演机制推论热带西太平洋对亚热带季风有一定驱动作用,但并不是主要驱动力,即驱动亚热带季风变化的主源地并不在热带西太平洋海区,石笋δ18О指代的也主要是夏季风信息。
中图分类号:
侯立春, 林振山, 刘翔, 罗虎明. 基于统计动力反演的东亚亚热带季风变化驱动机制研究[J]. 地理科学, 2017, 37(3): 445-454.
Lichun Hou, Zhenshan Lin, Xiang Liu, Huming Luo. Driving Mechanism of East Asian Subtropical Monsoon Changes Based on Statistical-dynamical Inversion Model[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2017, 37(3): 445-454.
表1
东亚亚热带季风驱动因子代用数据"
驱动类型 | 驱动因子 | 代用数据 | 代码 | 分辨率(a) |
---|---|---|---|---|
海陆热力差异 | 石笋δ18О | 和尚洞石笋δ18О[16] | M | 1~3 |
热带西太平洋海表温 | Tropical southwest Pacific SST[17] | Tp | 2~10 | |
中国陆地地表温 | 北京石花洞石笋与温度重建[18] | T | 1 | |
北极温度 | GISP2 Ice Core TR[19] | Ta | 1 | |
太阳辐射与 太阳活动变化 | 7月30oN太阳辐射量 | Total solar irradiance reconstruction[20] | S1 | |
太阳黑子 | Sunspot(Solar Variability)[21] | S2 | 1~10 | |
大气环流 | ENSO事件 | ENSO(Pacific Ocean)[22] | Es | 1 |
温室气体 | CO2质量浓度 | Law Dome Ice Core CO2[23] | Co | 1 |
CH4质量浓度 | Law Dome Ice Core CH4[24] | Ch | 1 | |
N2O质量浓度 | Law Dome Ice Core N2O[23] | No | 1 | |
青藏高原 | 高原热力 | 青藏高原普若岗日冰芯δ18О[24] | Q | 5 |
火山活动 | Volcanic sulfate | GISP2 Ice Core Volcanic markers[25] | V | 1~3 |
表2
方程(4)反演结果"
系数 | a1 | a2 | a3 | a4 | a5 | a6 | a7 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
系数反演值 | -0.10055 | -0.02913 | -0.01081 | 0.005285 | -0.01142 | 0.02959632 | 0.056275 |
相对贡献率 | 0.16798 | 0.01348 | 0.00337 | 0.000767 | 0.00406 | 0.019062 | 0.02241 |
系数 | a8 | a9 | a10 | a11 | a12 | a13 | a14 |
系数反演值 | -0.08866 | -0.02563 | 0.031175 | 0.015778 | -0.00844 | -0.01303 | -0.06627 |
相对贡献率 | 0.02649 | 0.00728 | 0.02701 | 0.00481 | 0.000628 | 0.005129 | 0.081259 |
系数 | a15 | a16 | a17 | a18 | a19 | a20 | a21 |
系数反演值 | 0.025305 | 0.01484 | -0.00878 | 0.019919 | 0.009474 | 0.10939 | 0.007487 |
相对贡献率 | 0.034365 | 0.013161 | 0.007513 | 0.016384 | 0.000439 | 0.025516 | 0.000667 |
系数 | a22 | a23 | a24 | a25 | a26 | a27 | a28 |
系数反演值 | -0.001 | 0.006777 | 0.00068 | -0.04707 | 0.004708 | -0.01395 | -0.0027 |
相对贡献率 | 6.89E-05 | 0.001923 | 0.000167 | 0.022363 | 0.000357 | 0.002691 | 0.000125 |
系数 | a29 | a30 | a31 | a32 | a33 | a34 | a35 |
系数反演值 | -0.03946 | 0.009177 | -0.10255 | 0.010578 | -0.00341 | 0.012104 | 0.016208 |
相对贡献率 | 0.022328 | 0.000277 | 0.020959 | 0.000654 | 0.000145 | 0.001384 | 0.001388 |
系数 | a36 | a37 | a38 | a39 | a40 | a41 | a42 |
系数反演值 | -0.00204 | -0.01043 | 0.010397 | -0.01391 | 0.020316 | -0.13212 | -0.02057 |
相对贡献率 | 6.53E-05 | 0.001589 | 0.001336 | 0.0027 | 0.001725 | 0.04733 | 0.00244 |
系数 | a43 | a44 | a45 | a46 | a47 | a48 | a49 |
系数反演值 | -0.02771 | 0.080616 | -0.00914 | -0.0126 | -0.01155 | -0.03064 | 0.006057 |
相对贡献率 | 0.01001 | 0.056586 | 0.000315 | 0.003257 | 0.003792 | 0.016001 | 0.00019 |
系数 | a50 | a51 | a52 | a53 | a54 | a55 | a56 |
系数反演值 | -0.03766 | 0.020391 | 0.019536 | -0.02404 | -0.00797 | -0.00275 | 0.01068 |
相对贡献率 | 0.002652 | 0.004034 | 0.007764 | 0.007658 | 0.000364 | 0.000165 | 0.002665 |
系数 | a57 | a58 | a59 | a60 | a61 | a62 | a63 |
系数反演值 | 0.014724 | -0.03827 | 0.01665 | -0.00057 | -0.01608 | -0.00568 | 0.012554 |
相对贡献率 | 0.001451 | 0.004024 | 0.002169 | 5.97E-06 | 0.003168 | 0.000213 | 0.002846 |
系数 | a64 | a65 | a66 | a67 | a68 | a69 | a70 |
系数反演值 | 0.014113 | -0.02446 | -0.00161 | -0.00441 | -0.00499 | 0.00077 | 0.028955 |
相对贡献率 | 0.001104 | 0.00221 | 2.83E-05 | 0.000566 | 0.00034 | 4.73E-06 | 0.004246 |
系数 | a71 | a72 | a73 | a74 | a75 | a76 | a77 |
系数反演值 | -0.10141 | -0.05228 | -0.00698 | -0.02653 | -0.02617 | -0.12942 | 0.053111 |
相对贡献率 | 0.023636 | 0.016062 | 0.000708 | 0.010153 | 0.00374 | 0.029033 | 0.010645 |
系数 | a78 | a79 | a80 | a81 | a82 | a83 | a84 |
系数反演值 | 0.006918 | -0.08445 | -0.05064 | -0.09445 | 0.01539 | 0.163461 | 0.042832 |
相对贡献率 | 0.000277 | 0.025373 | 0.003357 | 0.024295 | 0.000726 | 0.069235 | 0.002009 |
系数 | a85 | a86 | a87 | a88 | a89 | a90 | |
系数反演值 | -0.0377 | 0.040118 | -0.00131 | 0.000559 | -0.00079 | 0.009332 | |
相对贡献率 | 0.013109 | 0.01552 | 4.64E-06 | 4.76E-06 | 3.70E-06 | 0.00047 |
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