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新方法首次给出了大气和海洋相互可预测性的全球图景

编译者:张灿影发布时间:2019-10-14点击量:1216 来源栏目:科研动态

马里兰大学(UMD)的科学家们进行了一项新的统计分析,首次确定了海洋如何帮助预测低层 大气的全球图景,以及低层大气反过来如何预测海洋。他们观察到大气外环流中海洋对大气的 普遍影响,这很难用大气和海洋环流的动态模型来证明。研究结果近期发表在《Journal of Climate》期刊上。

这项研究引用了统计学入门课程中经常听到的一句经 典语句:“相关性不是因果关系。”Clive Granger 是诺贝尔 奖得主,他提出了一种新方法,通过区分因果关系来解 决这个问题。Granger 方法依赖于一个简单但重要的概念, 就是原因先于它的效果,并且应该改进它在未来的影响 预测。这可能是研究大气和海洋相互作用的一个强有力 的方法,并且该方法提供一个全球图像来预测它们之间

的相互关系,这种方法既有助于更好地预测区域气候,也有助于理解相互作用的本质。 大气和海洋之间的相互作用存在许多物理过程,例如吹在海面上的风会产生海流,海表面

会加热低层大气。大气和海洋的相互作用对气候以及预报都起着重要的作用,因此了解它们的 地球结构是很重要的。众所周知,在热带区域,海洋是大气变化的主要驱动力,而在热带外, 通常是大气驱动海洋。针对热带和热带外强迫方向的问题,前人已经在 1986 年发展了一个动 力学原理来确定大气和海洋之间的强迫方向, 其他人也用气候模式解决了这个强迫方向的问 题,本文中也提供了一个明确的答案。

基本的 Granger 方法于 1969 被引入,本文则巧妙地将该方法首次应用于到大气和海洋数据。 结果显示在热带外,海洋对大气的影响几乎到处都存在,这是本文最新颖的一个结论。然而, 这与之前的认知有所不同,传统理论认为热带外,大气主导海-气相互作用,并且海洋对大气的 影响并不大于大气内部变率。

此外,该研究对可预测性空间结构的估计有助于进一步推进耦合数据同化的科学发展,这 一新兴领域试图利用大气和海洋之间的相互作用来改善气候预测。基于来自其他系统的信息得

到的预测海洋或者大气变化的能力可以为一些社会群体提供对未来影响做准备的机会,例如农 业和渔业。本文的研究对预测研究史是非常重要的,它肯定会激发预测研究人员的进一步深入 研究,特别是,本文确定了全球范围内存在潜在的可预测性的地理区域,而这些存在的潜在的

可预测性对提高操作预测很有帮助。

(郭亚茹 编译;於维樱 审校)

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