基于局部均值分解和交叉小波的全球平均海平面变化与ONI指数多尺度特征研究

为研究全球平均海平面与ENSO(El Ni觡o-Southern Oscillation)的相关性问题,本文提出了一种结合局部均值分解和交叉小波原理的分析方法,揭示全球平均海平面和ENSO的影响机理和因果关联.利用全球平均海平面的时间序列进行局部均值分解得到PF分量和余量,表示海平面变化的高频分量、低频分量和趋势分量.剔除高频分量的影响,利用最小二乘线性拟合趋势分量,得到1991—2000年的全球平均海平面上升速率为3.6 mm/a.接着对PF的低频分量进行距平变换再与ONI指数(Oceanic Ni觡o Index,ONI)分别进行Morlet连续小波变换得到小波功率谱,再将变换的连续小波分别进行交叉小波变换得到交叉小波功率谱和凝聚谱,通过交叉小波功率谱和交叉小波凝聚谱揭示信号在时频空间的能量共振和协方差分布规律,其中交叉小波功率谱体现了共同的高能量区的相关性,交叉小波凝聚谱体现了共同的低能量区的相关性.结果表明,该方法能在多尺度上分析海平面的变化,并能分析ONI指数与全球平均海平面的关系,可为全球平均海平面演变规律分析和预测等方面提供有力工具.