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[小结] 我在《气象学》里“遥相关 teleconnection”方面一点思考

已有 1317 次阅读 2022-6-26 14:26 |个人分类:风电功率预测|系统分类:科研笔记

汉语是联合国官方正式使用的 种同等有效语言之一。请不要歧视汉语!

Chinese is one of the six equally effective official languages of the United Nations.

Not to discriminate against Chinese, please!

                                                            

[小结] 我在《气象学》里“遥相关 teleconnection”方面一点思考

                                                     

   主要是提出了“厄尔尼诺 El Niño, El Nino”和“大气遥相关 teleconnection”的可能成因:月球等引潮力、地球表面大空间尺度地形。

   一般说来:厄尔尼诺是“大气遥相关”的一个具体例子。

            

   一些内容,在以前的博文里陆续汇报过。本文是小结。

                                                     

一、大气遥相关的直观含义

   大气遥相关 teleconnection,通常是指:

   (1)地球上相隔很远的地区发生的天气变化之间的联系。

   (2)在相距较远的点上,场的波动具有显着的正相关或负相关。

   最常应用于月度和更长时间尺度的变化,该名称指的是这样一个事实,即这种相关性表明信息正在通过大气在遥远的点之间传播。

                              

   通过历史资料,可以发现“厄尔尼诺 El Niño”以及“大气遥相关 teleconnection”的常见一些大致的地理特征:

   (1)关于地球左右半球的对称;

   (2)关于赤道的对称。

                                                     

二、大气遥相关的成因推断

2.1 具体观点与稿件

   大气潮汐、海洋潮汐、地球固体潮等,可能会引起大气运动的基本方程里上述诸多参数的同时变化。在不同的地区,某些参数同时增加,另一些参数同时减少。可能是引发遥相关(Teleconnection)的原因。

   “大气遥相关 teleconnection”可能是由“海洋潮汐引起的下垫面变化”、“大气潮汐”、“月球运动引起的重力变化”、“地球表面上地理空间大尺度地形”共同作用的结果。

   换言之:月球、太阳等运动,会引起大气潮汐、海洋潮汐,以及地球的固体潮,这样,地球大气的“气压梯度力”、地球大气与海洋之间的“摩擦力”以及“边界条件”会随着这些潮汐发生一定的改变。并且以及“地球引力”的轻微改变。在地理大尺度空间上,可能“大气运动的基本方程”的相关参数的同步变化。

                                                     

   贴出的稿件:

[1] 杨正瓴. El nino起因的太阳系天文影响因素的定性解释[EB/OL]. 北京:中国科技论文在线 [2007-10-29]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/200710-503.

[2] 杨正瓴. El niño大气海洋作用以外可能诱因的定量对比[EB/OL]. 北京:中国科技论文在线 [2009-07-02]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/200907-58.

[2-2] 杨正瓴. 厄尔尼诺大气海洋作用以外可能诱因的定量对比[J]. 中国科技论文在线精品论文,2010,3(9):872-879. http://highlights.paper.edu.cn/index/paper_detail/3774.

                                                     

   贴出的博文或评论:

[1] 2017-07-07,[计划] 向党汇报:太空天体运动,有可能影响地球的大气运动

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1065134.html

[2] 2021-07-17,感谢《在线》给贴出评论“从El nino 到‘大气遥相关 teleconnection’”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1295866.html

[3] 2019-01-06,1880-01~2014-12之间地球气温的周期

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1155663.html

                                                                 

2.2 他人的相关证据

   假如地球椭圆轨道与 El Niño 成因有关的话,则应该可以从化石证据等长期历史资料里找到对应的变化。

   太阳系内的天文因素,如地球公转轨道的各种变化,以及月球公转轨道的各种变化,会引起地球动能(公转速度、自转速度)、地球在太阳引力场中势能的各种变化。这些天文因素的变化,应该会引起地球大气运动的动力“气压梯度力、地球引力以及摩擦力”,以及“边界条件”等的变化。这些微小的变化,在地球表层大的地理空间尺度上的积累,可能会引起地球大气运动的相应变化。类似米兰科维奇周期,一些短周期的月球、太阳与地球运动的准周期性变化,可能是El Niño的天文成因。本世纪的一些他人研究,证实了地球大气存在多种准周期变化。这些研究发现的准周期性,可以看成是El Niño 天文因素成因的旁证。

         

   1)2001年的《Variability in the El Niño-Southern Oscillation Through a Glacial-Interglacial Cycle》(Science, Vol. 291, No. 5508) 里“ Figure 5 (A) “Strength” of ENSO variability in coral δ18O records for eight time periods over the past 150 ka.”,确实有一定的波动性变化。

SCIENCE 2001 Variability in the El Nino-Southern FIG 55_拉曲线.jpg

Science, 2001, 291(5508): 1511-1517. 图5

https://www.science.org/doi/10.1126/science.1057969

          

   2)2009年《Glacial to interglacial primary production and El Niño-Southern Oscillation dynamics inferred from coccolithophores of the Santa Barbara Basin》(PALEOCEANOGRAPHY, VOL. 24, PA1203, doi: 10.1029/2007PA001578, 2009)的“Figure 6. Blue curve, 500 year average Nino3 (℃)”里确有大约 5万年周期性。

2009 Glacial to interglacial primary FIG 66_副本.jpg

Paleoceanography, 2009, 24(1): PA1203. 图6

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2007PA001578

                              

   3)根据文献《Thomas R. Kar, Anthony Arguez, Boyin Huang, Jay H. awrimore, James R. McMahon, Matthew J. Menne, Thomas C. Peterson, Russell S. Vose, Huai-Min Zhang. Possible artifacts of data biases in therecent global surface warming hiatus [J]. Science, 2015, 348(6242): 1469-1472. 4 Jun 2015》里图2的月分辨率数据, ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/scpub201506/ ,采用功率谱、小波分析的结果,地球气温变化存在大约 27、16、11、9、4.3~5.2、4~7、2.7、1.6年等的气温变化周期。

   和地球公转轨道的大约1.6年、4年、8~12年、16年、30年等周期基本接近。

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1155663.html

                    

   更多的考古,应该可以检验 El Niño 强度的波动是否与“(E) The precessional component of orbital forcing”有对应性。

   假如“地球椭圆轨道与 El Niño 成因有关”成立,则旁证“短周期天文因素”是 El Niño 的驱动力。

                                                     

2.3 难以避免的遗憾

   当时计划组建一个国际研究小组,进行数值仿真。“清晰的物理图像 a clear physical picture of the process that you are calculating”已经在上述稿件里完成,接下来需要“精确的自洽的数学形式 a precise and self-consistent mathematical formalism”。(采用了著名物理学家费米 Enrico Fermi 的说法)

   当时由于国外研究人员遇到一点烦心事;我从2007年开始心脏病较为严重(大约到2014年才不用吃药?),这个研究计划也就这样半途而废了。

   在这里再次重申一下“优先权”吧!白纸黑字,天地良心。

                                                     

   在浩瀚无垠的宇宙面前,我们人类永远是渺小和无知的!

   长期以来,没有时间吃饭,没有时间睡觉。大约在 2016 年已经耗干了。

                                                     

三、意义

   (1)对《气象学》的意义,请您评价!

   (2)对风电预测的意义:由于长期感兴趣这些气象学知识,所以才将我国特有的“季风”,利用“大气压的差值(‘气压梯度力’的近似值)”,以及使用“区域空间相关性预报”等引入风电功率预测。

   可能纯粹的“电力系统”工作者,大概想不到这些?这是我们风电预测自评“带有原创特征”的依据。

   算不算“他山之石,可以攻玉”?

                         

感谢您的批评与指点!

早发表,晚评价。”“努力在我评价在人。”——华罗庚

早就累傻了。肯定有遗漏的和错误的!请您指出哪些是错误的?感谢!

        

参考资料:

[1] 遥相关 - 百度百科

https://www.baidu.com/s?ie=utf-8&fr=bks0000&wd=%E9%81%A5%E7%9B%B8%E5%85%B3

[2] 中国气象报, 2018-04-19, 【科学漫谈】“丝绸之路遥相关”:为东亚季节性预测提供新思路

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1598154871289352243&wfr=spider&for=pc

[3] 科普中国, 2018-05-24, 夏季越来越热?是“丝绸之路遥相关”在作怪

https://www.kepuchina.cn/wiki/geography/201805/t20180524_631366.shtml

[4] Teleconnection - Glossary of Meteorology

https://glossary.ametsoc.org/wiki/Teleconnection

   1. A linkage between weather changes occurring in widely separated regions of the globe.

   2. A significant positive or negative correlation in the fluctuations of a field at widely separated points.

   Most commonly applied to variability on monthly and longer timescales, the name refers to the fact that such correlations suggest that information is propagating between the distant points through the atmosphere.

[5] NOAA, 2014-05-19, How ENSO leads to a cascade of global impacts

https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/how-enso-leads-cascade-global-impacts

[6] National Center for Atmospheric Research, Teleconnections: Changes in Weather Linked Together

https://scied.ucar.edu/learning-zone/how-climate-works/teleconnections-weather-patterns

[7] Teleconnections - Wisconsin Weather

https://www.wisconsinwx.com/teleconnections

[8] 许小峰,2016-12-28,不确定性信息与清洁能源的利用 精选

http://blog.sciencenet.cn/blog-1310230-1023781.html

   首先是从供给侧来看,最直接的考虑是尽量提高风与光的预报准确率,这是供电部门对气象预报最期盼的要求,但实现起来有很大难度,受到目前科技发展水平的制约。就目前的预报准确率而言,98%的定时定量指标确实太高了。气象预报人员可以做出100%的努力,但尚难以达到90%以上准确率的需求。

[9] Michael Grelaud, Luc Beaufort, Stephanie Cuven, Noele Buchet. Glacial to interglacial primary production and El Nin˜o–Southern Oscillation dynamics inferred from coccolithophores of the Santa Barbara Basin [J]. Paleoceanography, 2009, 24(1): PA1203

https://doi.org/10.1029/2007PA001578

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2007PA001578

[10] Alexander W. Tudhope, Colin P. Chilcott, Malcolm T. McCulloch, Edward R. Cook, John Chappell, Robert M. Ellam, David W. Lea, Janice M. Lough, Graham B. Shimmield. Variability in the El Nino-Southern Oscillation through a glacial-interglacial cycle [J]. Science, 2001, 291(5508): 1511-1517.

DOI: 10.1126/science.1057969

https://www.science.org/doi/10.1126/science.1057969

[11] Thomas R. Kar, Anthony Arguez, Boyin Huang, Jay H. awrimore, James R. McMahon, Matthew J. Menne, Thomas C. Peterson, Russell S. Vose, Huai-Min Zhang. Possible artifacts of data biases in therecent global surface warming hiatus [J]. Science, 2015, 348(6242): 1469-1472. 4 Jun 2015

DOI:  10.1126/science.aaa5632

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaa5632

[12] ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/scpub201506/

/pub/data/scpub201506/ 的索引

[12-2] ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/

/pub/data/ 的索引

[13] Zhengyao Lu, Zhengyu Liu, Guangshan Chen, Jian Guan. Prominent precession band variance in ENSO intensity over the last 300,000 years [J]. Geophysical Research Letters, 2019, 46(16): 9786-9795.

doi: 10.1029/2019GL083410

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019GL083410

[14] Olaf K. Lenz, Volker Wilde, Walter Riegel. ENSO- and solar-driven sub-Milankovitch cyclicity in the Palaeogene greenhouse world; high-resolution pollen records from Eocene Lake Messel, Germany [J]. Journal of the Geological Society, 2017, 174(1): 110-128.

doi:  10.1144/jgs2016-046

https://pubs.geoscienceworld.org/jgs/article/174/1/110/317647/ENSO-and-solar-driven-sub-Milankovitch-cyclicity

相关链接:

[1] 2022-06-25,[小结] 我们在物理学上的主要“创新点”(?)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1344493.html

[2] 2022-06-24,[小结] 我们在数学上的主要创新点(概率与统计之外)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1344353.html

[3] 2022-06-22,[小结] 我们在概率论、数理统计学方面的主要创新点(和应用)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1344083.html

[4] 2021-09-30,往日(6):我们对电力负荷预测的一些看法 

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1306311.html

[5] 2022-06-05,[回忆] 我们的科技类代表性观点(或论文)(3):高原创部分

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1341672.html

[6] 2022-06-04,[回忆] 我们的科技类代表性观点(或论文)(2):部分完成或价值待定

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1341531.html

[7] 2022-06-03,[回忆] 我们的科技类代表性观点(或论文)(1):“常规”研究的部分

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1341405.html

[8] 2020-08-13,傻正式发表过的“文化”类部分稿件的目录

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1246209.html

[9] 2020-07-22,羡慕居里夫妇当初的科研条件

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1243092.html

                 

感谢您的指教!

感谢您指正以上任何错误!

感谢您提供更多的相关资料!

  

                     

———— 附录:阿诺德的几句话 ————

阿诺德 Vladimir Igorevich Arnold 1937  2010.png

Nasce il Centro Arnold-Regge

http://matematica.unibocconi.it/news/nasce-il-centro-arnold-regge

上面的图片来自互联网。感谢有关人员!

                                                     

   下面是从《An Interview with Vladimir Arnol'd [J], NOTICES OF THE AMS, 1997》摘录出来的两段阿诺德Vladimir Igorevich Arnold, влади́мир и́горевич арно́льд, 1937-06-12 ~ 2010-06-03)观点:

   The Russian attitude toward knowledge, science, and mathematics always conforms to the old traditions of the Russian intelligentsiya. This word does not exist in other languages, since no other country has a similar caste of scholars, medical doctors, artists, teachers, etc., who find more reward from their contributions to society than from personal or monetary gains.

   One other characteristic of the Russian mathematical tradition is the tendency to regard all of mathematics as one living organism. In the West it is quite possible to be an expert in mathematics modulo 5, knowing nothing about mathematics modulo 7. One's breadth is regarded as negative in the West to the same extent as one's narrowness is regarded as unacceptable in Russia.

           

   网上的一个汉译:

   俄罗斯人对知识、科学和数学的态度一直保持着俄语“Intelligentsiya”的古老传统。这个词是其他语言中没有的,因为没有其他国家有一个类似的由学者、医生、艺术家、教师等组成的阶层,他们永远把为社会作贡献为先,个人名利在后。

   俄罗斯数学传统的另一特点是倾向于全面地把数学看成一个充满活力的有机体。西方学界有可能一个人只是数学上某一方面的专家,而对相邻分支一无所知。一个学者涉猎较广在西方学界被看成一大缺点,而恰恰在俄罗斯一个学者研究领域太窄被看成同样程度的不足。

                                         

———— 附录:普朗克的几句话 ————

   1933年2月17日,普朗克在柏林为德国工程师协会所做演讲中说:

   “科学是内在的整体,它被分解为单独的整体不是取决于事物的本身,而是取决于人类认识能力的局限性。实际上存在着从物理到化学,从生物学和人类学到社会学的连续的链条,这是任何一处都不能被打断的链条。”

《王媛. 为一段流浪的名人名言找到故乡[J]. 图书馆建设, 2019, (2): 158-162. 发布日期: 2019-03-26.》

                                    



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