氣候振盪是指時間尺度為幾年的高頻氣候變化，如準兩年振盪。
也有以大時間尺度為基準的氣候振盪，如百年尺度振盪、千年尺度振盪等。
| 中文名稱 | 氣候振盪 |
| 英文名稱 | climatic oscillation |
| 定 義 | 時間尺度為幾年的高頻氣候變化，如準兩年振盪。 |
| 套用學科 | 大氣科學（一級學科），氣候學（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：氣候振盪
- 外文名：climatic oscillation
- 所屬學科：大氣科學、氣象學
- 來源：自然現象
- 影響：危害人類
- 定義：時間尺度為幾年的高頻氣候變化
簡介,分析,氣候振盪的理論研究與診斷,亞洲季風百年尺度氣候振盪,千年尺度氣候振盪,北大西洋年代際振盪,黃土古氣候振盪周期,青藏高原季風的氣候振盪和預測試驗,IODP計畫,
簡介
氣候震盪，即大氣運動的頻譜變化，可以粗略地把大氣運動的時間變化分為高頻變化、天氣變化、低頻變化、季節變化、甚低頻變化、年代際變化和地質紀變化。人們最能直觀感覺到的大氣運動變化是天氣變化，其時間範圍約為幾小時到10天左右。天氣變化中主要有日變化和自然天氣周期，後者主要同大氣中最常見的長波系統的活動相聯繫。
時間尺度在10天以上，100天以內的大氣運動的變化稱為大氣低頻變化。它包括引起大家普遍注意的季節內(30-60天)振盪和準雙周(10-20天)振盪。
時間尺度大於1年而小於10年的大氣運動變化統稱為甚低頻變化。
時間尺度為10-100年的大氣運動變化統稱為年代際變化，而時間尺度超過1000年的大氣運動變化統稱為地質紀變化。
分析
①熱帶印度洋和熱帶西太平洋暖池區域是OLR季內振盪高強度區；它們終年存在，北半球冬春季強、夏秋季弱，且隨季節更替作南北向移動；氣候高SST區是其存在條件。SST季內振盪高強度區存在於熱帶東太平洋(終年存在)，西北太平洋(北半球春夏秋季存在、夏季最強)和西南太平洋(南半球夏季前後存在)；氣候薄混合層(mld)是其存在條件。
②太平洋四關鍵區(熱帶西太平洋、熱帶東中太平洋、西北太平洋、西南太平洋)的OLR季內振盪強度與SST異常呈顯著局地同時性正相關關係。SST季內振盪強度與mld異常的局地同時性相關結果是，熱帶西太平洋無顯著相關(氣候mld較大)，其餘三關鍵區氣候mld小的季節均存在SST季內振盪強度與mld異常的負相關聯繫。因此大氣季內振蕩氣候及異常特徵直接成因一致地與SST、有關；海洋季內振盪相應特徵則直接與mld有關。
③ENSO是海氣系統中最強異常信號，在海洋中它引起了SST、mld的明顯異常，因此，伴隨ENSO必然發生海氣系統季內振盪強度的異常。El Nino(La Nina)事件中熱帶兩太平洋SST出現負(正)異常，OLR季內振盪強度出現減弱(增強)的變化。El Nino(La Nina)事件中，赤道太平洋出現地面信風西風分量正(負)異常，並引起熱帶東太平洋mld出現正(負)異常，造成熱帶東太平洋SST季內振盪強度出現減弱(增強)的變化。
④熱帶印度洋、熱帶西太平洋和熱帶東太平洋季內振盪強度在上世紀70年代發生了明顯的年代際變化，均為前弱、後強，SST本身的年代際變化是其原因。
⑤用改進了的復經驗正交函式(CEOF)方法分析了從赤道印度洋到西太平洋然後向正東、東北、東南三條路經上的OLR及速度勢的季內振盪傳播特徵。氣候上，在沿赤道的傳播中，OLR東半球較西半球明顯，東、西半球無顯著差別；兩種要素季內振盪沿向東南路徑的傳播較向東北路徑的傳播特徵明顯。異常表現為季內振盪強度在El Nin。事件中的減弱和傳播方向在個別年份的西傳。季內振盪沿上述路徑的傳播方向不清晰。
⑥用時滯SVD方法分析了北太平洋、南太平洋、熱帶東太平洋區域10米高處逐日風(夕)場與SST場季內振盪的相關聯繫，得到了三風夕、SST場季內振盪的基本過程，它們是由漂流和感熱輸送推動的一個負反饋過程，它以薄mld為存在條件，可能是SST季內振盪的維持機制。
氣候振盪的理論研究與診斷
從簡單海氣相互作用方程組出發，考慮深海海洋對大氣的加熱作用，求出海氣相互作用方程組的解析解，解析解表明，海氣相互作用可以產生不穩定海氣耦合波。分析了不穩定海氣耦合波的特徵，並用觀測資料對理論結果進行了驗證。
結論如下：
(1)在不同的緯度，不同的擾動尺度以及不同的深海對混合層作用下，不穩定海氣耦合波的周期和e折時間尺度隨海氣相互作用係數變化的趨勢是類似的，即e折時間尺度隨海氣相互作用係數的增加由大變小，達到一個極小值，然後隨海氣相互作用係數的增加而增大；周期隨海氣相互作用係數的增加而增大。
(2)在相同的緯度，同一擾動尺度和海氣相互作用係數下，不穩定海氣耦合波的周期和e折時間尺度都有隨深層海洋對混合層作用的增加而增大的趨勢。從而最小e折時間尺度和最不穩定海氣耦合波的周期有隨深層海洋對混合層作用的增加而增大的趨勢。
(3)同一擾動尺度，在相同深海對混合層作用下，最不穩定海氣耦合波的周期和最小e折時間尺度從低緯度到高緯度有增加的趨勢。
(4)不穩定海氣耦合波的e折時間尺度極小值，對應的海氣相互作用係數的大小與波的擾動尺度和緯度有關，而與深海對混合層的作用無關。
(5)診斷分析表明，北太平洋地區存在著海表溫度與海表散度的負相關關係，與理論的出發點一致。
(6)研究了北太平洋地區不同區域的海表溫度的周期變化特徵，得出與理論一致的結論。
亞洲季風百年尺度氣候振盪
12個U/Th年齡測試結果顯示，黔西南普安縣霧露洞長度分別為667mm和830mm的兩支石筍覆蓋了61～50kaBP時段。據兩支石筍999個δ18O數據建立了平均解析度達15年的亞洲夏季風強度變化序列。霧露洞δ18O記錄揭示了4個振幅達1.7‰的千年尺度季風增強事件，對應于格陵蘭冰芯DO17—DO14事件。在總體特徵上，該記錄峰谷振盪特徵及振幅與貴州董歌洞、南京葫蘆洞記錄一致，進一步證實亞洲季風區大氣降水同位素組成變化在大範圍空間內具有一致性。
在百年尺度上，亞洲季風區石筍δ18O清晰記錄了MIS3早期6個DO亞旋迴事件，而且在更短時間尺度上具有類似高緯氣溫振盪特徵。這種低緯季風系統與北高緯氣候變化的耦合關係表明，大氣環流快速重組和傳輸可能是連線高低緯DO旋迴及亞旋迴氣候變化的主要紐帶。
千年尺度氣候振盪
北大西洋年代際振盪
北大西洋年代際振盪(theAtlantic Multidecadal Oscillation，AMO)是發生在北大西洋區域空間上具有海盆尺度、時間上具有多十年尺度的海表溫度(sea surface temperature，SST)準周期性暖冷異常變化。它具有65～80a周期，振幅為0.4℃。AMO的形成與熱鹽環流的準周期性振盪有關，它是氣候系統的一種自然變率。諸多研究表明AMO在北大西洋局地氣候及全球其他區域氣候演變中發揮了重要影響。歐亞大陸的表面氣溫，美國大陸、巴西東北部、西非以及南亞的降水，北大西洋颶風等都與之密切相關。AMO對東亞季風氣候的年代際變化有顯著的調製作用，暖位相AMO增強東亞夏季風，減弱冬季風，冷位相則相反。
專家認為最近20多年來我國冬季的顯著增暖與AMO處於暖位相有關，是人類溫室氣體，強迫與暖位相AMO(自然因子)兩種增暖影響相疊加的結果。隨著AMO逐漸轉入冷位相，我國冬季變暖趨勢將放慢，並有望於21世紀20年代中期逆轉。
黃土古氣候振盪周期
黃土古氣候振盪周期(palaeo climate oscillatory period)是根據黃土地層古地磁的時間標尺，結合土壤地層的劃分，得出黃土古氣候冷暖相互轉化的時間周期。這些古土壤層代表著黃土堆積時期的氣候旋迴。
從距今250萬~150萬年，共有10個古氣候旋迴，古氣候的冷、暖變化振盪周期以10萬年為主，且冷暖振幅變異很大；
從距今150萬~80萬年，共有15層古土壤，古氣候振盪周期以4萬年為主，氣候總體上振幅較小；
從距今80萬年到現在，共有12個土壤地層單位，氣候振盪周期又以10萬年為主，同時，亦有少量為4萬年和2萬年左右的周期，氣候振幅很大。
青藏高原季風的氣候振盪和預測試驗
利用奇異譜分析等方法 ，分析了196 1～ 1 995年青藏高原季風的氣候振盪。結果表明：自60年代以來，季風的總趨勢是加強的 ，即夏季青藏高原暖低壓加強 ；冬季青藏高原冷高壓減弱 ，這可能是對全球變暖的回響。
季風的主要周期是3～4年，其次是6年，高原季風在1985年存在著由偏弱向偏強的突變。利用 SSA- MEM方法可以預報春季高原季風指數未來2年的趨勢和季高原季風指數未來9個季的趨勢。
IODP計畫
IODP計畫（2013~2023）中的第一個科學主題中明確指出：海底的沉積物岩芯提供了過去氣候變化的記錄，能夠在空間和時間尺度上更好理解地球系統演變過程，地質記錄能夠幫助我們檢驗預測未來氣候模型的準確性。
東海是東亞季風、西太平洋邊界流共同影響下的海域，接受來自長江、黃河以及眾多中小型河流的大量陸源物質輸入，具有很高的沉積速率，使得該處成為開展高分辨沉積記錄及其對多尺度氣候變化回響研究的重要選區。
研究結果將為東亞季風影響下的陸架區超高分辨沉積記錄研究提供新的途徑，並為客觀評價東海內陸架海洋環境演變中的自然因素、人類活動的貢獻和演變趨勢提供科學依據。首先探索了超高分辨沉積記錄的沉積學指標，即岩芯的X-ray影像灰度指標和Corescanner岩芯元素掃描指標。通過對東海內陸架表層沉積物和四根沉積物岩芯X-ray影像灰度的研究表明：
①沉積物的灰度值是沉積物密度、結構和構造等屬性的綜合體現，但是受沉積物中的含水量的影響明顯，兩者呈現出明顯的負相關關係，並據此提出了灰度的含水量校正公式。經過校正後的沉積物灰度值與沉積物的粒度、砂+粉砂的百分含量有著良好的一致性，可以近似看作岩芯的粒度替代性指標；依據灰度對東海陸架沉積物進行了分區，能很好地反映了該區的沉積環境。
②對沉積物岩芯進行X-rayCorescanner連續岩芯掃描研究表明：岩芯中沉積物的含水量和乾密度均對X-ray岩芯掃描元素分析結果產生影響，即為壓實效應，並得到了該區壓實效應的校正公式，據此可以對Corescanner結果進行壓實效應的校正。評價了針對東海內陸架泥質沉積區X-ray core scanner元素測試能力，將其分成四類，其中Ⅰ類元素分析結果可信度高、可以直接作為含量對待，Ⅱ類具有重要的參考價值，Ⅲ類具有一定參考價值，而Ⅳ類無參考價值。
對取自東海內陸架的4根岩芯18、C0702、DH6-1、DH7-2，系統地開展了沉積物岩芯的X-ray影像灰度、岩芯Corescanner元素掃描、粒度分析以及放射性同位素測定，建立了東海內陸架近200年來高分辨沉積記錄。通過經驗模態分解-最大熵譜分析法(EMD-MESA)及功率譜分析等方法對高分辨沉積記錄進行了周期性分析，識別了該區域存在的隱形年紋或年代紋；利用沉積紋層定年並經210Pb、137Cs測年驗證，建立起了該區域內近200年來高精度的年代標尺，揭示了該研究區內沉積層序三種高頻波動模式：
Ⅰ年內及年尺度準周期變化；
Ⅱ年際尺度的準周期變化(2-8年)；
Ⅲ年代際尺度準周期變化。
不同位置的沉積岩芯的高頻波動模式略有差別。將東海內陸架沉積層序的高頻波動模式與東亞季風、ENSO及PDO指數進行耦合研究，結果表明岩芯18存在的年內及年尺度準周期變化是長江輸沙量的周期性變化的結果，其餘三根岩芯C0702、DH6-1及DH7-2中沉積記錄中高頻波動的準兩年周期與東亞季風的準兩年周期變化有著顯著的關係；四根岩芯中沉積記錄的年際高頻波動與ENSO的(2~8年)周期有著良好的回響關係，該周期性波動是由ENSO振盪影響了東亞冬季風的強度、進而改變了該區的海洋沉積動力環境和沉積物搬運沉積過程所產生；該區沉積記錄中的年代際的波動與PDO指數變化有著良好的回響關係，分析認為是PDO相位發生轉變時引起東亞大陸的表層風發生異常，並導致東亞冬季風強度發生變化，進而影響了該區的沉積動力環境和沉積過程，最終導致了沉積層序中的年代際周期的形成。
