热带太平洋一些气候变量的司机

中央亚利桑那凤凰城lte (CAP lte)是世界上两个城市LTERs网络(格林et al . 2000;看到http://caplter.asu.edu)。许多lte的网站显示检测到的气候信号与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)现象(格陵兰岛1999)。本章的目的是双重的:(1)提供一些见解热带太平洋的角色作为一个驱动程序的几个气候(因此,生态相关)变量帽lte亚利桑那州中部的位置,和(2)表明ENSO事件的联系附近选定的生态系统过程和帽lte的地理区域内。

从过去的研究中,很明显,季节和年度美国西南部气候制度,特别是与水相关的参数,与周期的研究和异常的所谓的多元ENSO指数(raybet雷竞技最新美)和南方涛动指数(SOI)(例如,沃尔特1987;摩尔和达姆1990;雷蒙德和科赫1991;Woolhiser和keefe 1993;沃尔特和Timlin 1993;Cayan和微软1994;雷蒙德和Cayan 1994;Cayan et al . 1999;雷蒙德和Cayan 1999;辛普森和Colodner 1999; Redmond 2000; and Mason and Goddard 2001). In Arizona, and especially in the CAP LTER region, precipitation is bimodal during the year with peaks in winter (mostly midlatitude-derived frontal storms) and in mid-to-late summer, mostly in the form of convective thunderstorms during the North American雨季。最近的研究表明ENSO和冬季水分在亚利桑那州之间有着紧密联系,这样甚至可以提前预测即将发生的条件(Pagano et al . 1999年)。这些研究已经建立了之间的关系raybet雷竞技最新气候的西南白尾海雕美国和ENSO通过展示每月和每日时间表在亚利桑那州对输入的水分和合成流水量的影响(例如,摩尔和达姆1990;Cayan et al . 1999;和辛普森和Colodner 1999)。天气和大气环流模式与异常相关的美/ SOI在美国西南部提供额外的洞察区域力量驱动CAP-LTER气候(例如,雷蒙德和科赫1991)。raybet雷竞技最新一般来说,热带太平洋的温暖阶段发生时(厄尔尼诺现象,因此- SOI,正美),在整个西南地区降水通常是不规则地高。相反,当冷却阶段发生(拉尼娜现象,从而积极的SOI -梅),输入的水分小于正常的情况似乎是西南地区(例如,Cayan et al . 1999年)。一般来说,当厄尔尼诺和拉尼娜现象发生时,目前还不清楚整个西南地区降水政权将在与ENSO的关系。

地理区域中央亚利桑那凤凰城长期生态研究网站(CAP lte)。(一)帽lte在亚利桑那州边界。(b)帽lte研究区域。

增加每日、每月、季节性和annual-to-decadal水分或延长干燥时间具有重要意义的西南和帽lte的生态系统。我们建议几个潜在的联系,本章回顾三个具体的例子:(1)研究相关的汉坦病毒和ENSO附近进行的四个角落区域和新墨西哥州的研究人员Sevilleta lte站点(例如,Parmenter et al . 1999年)等;(2)我们的解释与ENSO阶段过去和持续流生态研究在梧桐河帽lte(分析数据从格林1993年);和(3)可能影响ENSO的河成分的浓度通常观察到凤凰城地区的美国地质调查局(U.S. Geological Survey)。氮(CAP lte最近研究人员建造了一个详细的预算这一地区;见贝克et al . 2001年)。第一个例子表明联系在一个营养级联从输入的水分,来增加植被和昆虫,大量的跳蚤和哺乳动物,人类鼠疫发生率可能跨越了一年多的级联。第二个建议联系从水分输入一个典型的个人沙漠流及其生态条件生成短时间几个月。第三个例子表明联系从季节性水分较大的河流系统的输入,并观察冬天许多流成分的变化超过四分之一个世纪的上游和下游组合lte区域城市化和农业部门的限制。

ENSO影响最明显的冬季气候,但也异常条件在热带太平洋冬天可能会影响夏季季风季节在亚利桑raybet雷竞技最新那州。优惠和季风的爆发和整体季风季节强度洪水风险密切相关,当地风暴破坏,沙尘暴频率,城市热岛,舒适性和能源需求,植被绿化和生物量。因此,很可能对自然气候影响帽lte和人类组成部分raybet雷竞技最新是实质性的梅/ SOI时间尺度的变化。帽lte的科学家们刚刚开始研究生态系统响应和反馈到主机的自然和人为过程。人类的维度充当司机的生态系统变化,反过来,这些变化的影响(Brazel et al . 2000;柯林斯et al . 2000;和格林et al . 2000年)。

本章肯定没有意义来解释所有的级联效应在lte限制在一个准quintennial时间表。然而,我们明确相关指数的冷暖阶段热带太平洋在帽lte几个气候变量。这项工作的目的是概述这些关系值得进一步研究,扩大我们的知识层叠的气候对城市生态系统的影响。raybet雷竞技最新在这个分析中,数据表达在1951 - 1999年期间的每月时间表使用温度和湿度气候变量。的变量包括(1)最大,最小,意思是,在农村和城市地区的温度范围,(2)地区气温和降水量,(3)蒸发在或接近上限lte的水库,(4)上端的降雪的主要流域重要的帽子lte,(5)模拟土壤水分在帽lte盈余和赤字,和(6)内的流速及流水量的代表自然流戴帽lte(梧桐河)。分析希望能帮助研究人员(1)回顾性分析假设的发展城市生态系统动力学,(2)识别的气候环境领域的实验在帽lte,(3)重复3 - 5年的气候背景下快照生态系统调查的200点在城乡地区的帽lte,和(4)外部驱动的插图在当地生态系统,从而使链接从帽lte大规模(全球和区域)改变更加明确。raybet雷竞技最新我们的分析也提供了复合视图区域大气环流特征与异常,预计在SOI和梅。因此,当地区域的解释效果更容易帮助和理解。

分析远程并置对比指标的方法

在考察太平洋远程并置对比和帽lte之间的联系,两个远程并置对比指标与气候特征(温度和湿度)亚利桑那州中部。raybet雷竞技最新每月南方涛动指数的值(SOI)和多元厄尔尼诺-南方涛动指数(美)收集49年时期1951 - 1999(3月如,图7.2)。研究期间的开始日期是在SOI和梅记录,而气候数据在结束日期的记录。SOI值,代表整个月度海平面气压的差异值南太平洋,得到来自美国气候预测中心(CPC)。raybet雷竞技最新梅值获得直接从k·沃尔特的气候诊断中心(CDC)raybet雷竞技最新国家海洋和大气管理局(NOAA)。

梅是显式地使用在我们的分析。美是由六个观测变量在整个热带太平洋。变量(1)海平面压力(P),(2)地带性(U)和(3)经向(V)组件表面的风,(4)海面温度(S),(5)表面空气温度(一)和(6)总分数的天空被云覆盖(C),梅是分开计算的12个移动两月一次的季节。空间单独的字段过滤成集群后,梅计算作为第一个不旋转主成分(PC)观察到的所有六个领域的总和。在这样做,首先是每个字段的总方差归一化提取之前第一个PC的协方差矩阵组合字段。最后,梅计算值标准化对1950 - 1993年的参考。梅的负值代表寒冷的ENSO阶段,或拉尼娜现象,而正值代表温暖的ENSO阶段,或厄尔尼诺现象。海平面压力(P)载荷描述南方振荡。例如,-梅值(拉尼娜)来自负压异常在西部和东部的正压异常。纬向(U)组件的表面风对应东西方风向异常沿赤道附近的国际换日线。 The meridional (V) component of the surface wind corresponds to north-south wind direction anomalies north of the equator across the Pacific Ocean, largely reflecting oscillation of the辐合带(ITCZ)。海(S)和空气(A)表面温度指示温度异常的典型模式ENSO从西方南美海岸线日期行。最后,总云量(C)在中央赤道太平洋与菲律宾和澳大利亚北部表明对流活动的迁移。

南方涛动指数(SOI)和多元厄尔尼诺-南方涛动指数(美)值为3月期间1951 - 1999。

热数据

检查梅的协方差与近地表空气温度在整个地区,美国亚利桑那州中部气候部门数据来自美国国家气候数据中心(NCDC;raybet雷竞技最新NOAA 1983 a, b)。每月值代表所有地区的月平均温度计算站,每日最大和最小近地表气温记录(部门6地区超过30站)。因此,数据表示时态变化在一般每月降低大气温度记录在该地区作为一个整体。

更仔细地检查梅协会与菲尼克斯市区内的温度,每日最高和最低温度的值一个中央凤凰站(空港机场,凤凰美联社)和农村得到了肯勃格的研究。总结的数据作为一个子集的美国国家气象资料中心的数据库。使用每日最高和最低温度数据,每天的温度范围值计算(最大值-最小值),每日城乡差异(城市-农村)在最大和最小温度。所有每日温度值被译成每月的意思。

水分数据

人口迅速增长在沙漠中设置限制lte,水资源不断关心的(卡特et al . 2000年)。鉴于地区降水的自然对流,因此大空间不均匀性,从气候分区降水数据记录来自美国国家气象资料中心代表帽子lte地区月平均降水的变化作为一个整体,再次使用30多个网站。raybet雷竞技最新以来该地区的水资源也依赖于春季融雪跨地形北越高,每日降雪值旗杆在亚利桑那州北部(图7.1)提取的总结一天的美国国家气象资料中心数据库。每日价值被总结每月总数通过一段时间的学习与梅值。

每月的热能和水分变量转化为水方面的气候条件地区,每月部门用来计算月平均温度和降水意味着土壤水分值。Thornth-waite-Mather气候水预算技术(Thornthwaite和马瑟1955;马瑟1978年)被用作第一近似生产月度土壤水分盈余和赤字的价值观,其中只有赤字值被认为是罕见的帽子lte地区土壤水分盈余。进一步代表颞可变性的水资源,每日为梧桐河河流值(重要的帽子lte目标;格林1993年;图7.1 b)总计每月值的研究。流速及流水量数据来自美国地质调查局流计数据库(www.usgs.gov)。后来我们说明SOI的链接/梅和水流振荡过程流生态(格林1993;格林et al . 1997年)。

代表颞可变性开放水面蒸发的参数(如水库)——极端感兴趣的经理人数据日常锅水蒸发在两个水库接近上限lte区域获得一天的总结美国国家气象资料中心的数据库。每日盘蒸发总数在罗斯福大坝菲尼克斯东北和东部圣卡洛斯大坝凤凰(图7.1)是每月总计值的研究。

质量保证的数据

SOI和梅数据质量控制和完成的1951年到1999年形成一个全面的数据集研究期间(图7.2)。同样,美国气候部门数据完成整段raybet雷竞技最新的学习。凤凰城和肯勃格的每日温度数据,旗杆的降雪数据,在罗斯福和圣卡洛斯水坝和蒸发数据扩展通过一段时间的学习,但并不完全完成。每天流水量1961 - 1997年期间的数据是可用的。在处理日常数据的不完整记录,每月的时期研究的阈值90%覆盖率的日常数据是必需的。否则,月度数据值标记为失踪。随后,90%的覆盖率的月度数据需要包含与梅值协方差的计算,基于阈值我们接受为代表的工作Stooksbury et al。(1999)。

梅月偏差的值表示标准的价值观,所有气候变量标准化月度z得分。在计算z分数,每个分布的均值减去从每个观察和随后除以分布的标准偏差。每月的气候变量的产品分布在学习的时期(19511999),每个分配一个零均值和标准差单位数量。

协方差分析

评估SOI和梅之间的协方差,简单相关系数(r)计算确定的程度月度值的协方差的每个索引研究的时期。同样,评估的程度的每个远程并置对比指标和变量之间的协方差代表帽lte的气候区域,计算相关系数。raybet雷竞技最新并发关系进行了测试以及滞后关系;每月梅值与每个气候变量为每个月每个月以及之后的11个月期间(1999年的方式类似于格陵兰岛raybet雷竞技最新)。最后,对于每一个计算相关系数,研究意义相关的决心突出意义的关系。

物理作用力

最后,获得一个物理的理解任何重大统计梅值和帽lte气候变量之间的关系,更大的背景的特点确诊综观气氛。raybet雷竞技最新对于那些intra-annual时期表现出强大的统计关系,建立了大气复合材料和异常天气只使用数据从年极端美值。极端的一年被确认为拥有一个美值在10或90百分位,也就是说那些年拥有最高的5个国家之一,五美值最低49期的研究。

SOI和梅指标的月度值之间的相关性。在99%的水平相关性显著。

使用数据从美国国家环境预测中心(NCEP)有关数据集(Kalnay et al . 1996),综观大气的简单复合材料2.5°纬度2.5°经度空间分辨率了。复合材料500 - mb位势高度(大型大气流动),850 - mb空气温度(区域热条件)和850 - mb比湿(区域水分条件)。这些特定组合的目的是为了说明天气的异常大气影响帽lte气候,反过来,生态系统,由远程大气异常由美。raybet雷竞技最新

结果

SOI-MEI协方差

相关系数测量的意义之间的协方差SOI和梅值(图7.3)表明,而整个年度周期明显的反比关系。协方差是非常重要的在夏末早春。然而,这两个指标之间的相关性显著降低在5月和6月前典型的季风爆发在美国西南部。两者之间有一个很好的协议索引。然而,梅与中央亚利桑那的气候参数略优于SOI,尤其是在5月和6月。raybet雷竞技最新这似乎是合理的,因为热带太平洋的活动更具描述性的参数包含在美。出于这个原因,讨论从这里开始将局限于梅之间的关系和帽lte地区气候的变化。raybet雷竞技最新

raybet雷竞技最新气候的中央亚利桑那和凤凰长期生态研究网站125 MEI-Temperature关联

很明显,梅之间很少有联系的价值观和月平均温度在帽lte(表7.1)。逆关系是共同在秋天早春(去年),而积极的人际关系存在从春季到夏季末的助力。逆关系表明厄尔尼诺期间减少(增加)温度(EN)[拉尼娜现象(LN)]的事件热带东太平洋海洋变暖(冷)。从春季到夏季末,积极的人际关系表明在EN (LN)增加(减少)的温度条件。不过,梅之间没有显著的关联和月平均帽lte的温度。

我们检查了梅对每日最大和最小温度的城市(凤凰城)和农村(肯勃格)的位置。这提供了更大的洞察力梅和帽lte的温度之间的联系。很明显,梅平均温度关系是削弱了梅之间的关系,最大程度上的每日温度往往是相反的,梅和每日最低温度之间的关系。这是证明了这一点的重要性之间的关联梅价值观和每月的每天温度范围(表7.1)。高(EN)[低(LN)]梅值与减少(增加)期间最高气温10月到3月在凤凰城,在一年的每个月,但在8月农村肯勃格。2月和3月之间的关系在每一个位置都很重要,是11月在肯勃格的关系。在凤凰城,一个积极的关系存在从4月到9月,是重要的在7月,典型的月的毕业典礼季风环流。然而,从春天到夏天,在(LN)条件增加(减少)的最高温度。

全年,最明显的在春季(3月)和秋季(10)之间存在显著的正相关关系在凤凰城梅和最低温度,EN (LN)条件与高(低)的最低温度。相同的梅之间的积极关系值和最小温度存在肯勃格从中间的季风季节(8月)早春(3月)和具有重要意义在雨季(August-September)。然而,削弱了在春天和初夏的关系,前显著逆转只是季风(6)。在此期间,最低气温在梅肯勃格是逆相关,EN (LN)条件(高)最低气温较低有关。

在MEI-temperature范围内相关性,产品之间的关联梅和最大和最小每日温度可以看到。梅值之间成反比关系,全年温度范围在凤凰城的存在,是最重要的(October-June)在季风季节。反比关系表明,EN (LN)条件与减少(增加)每天的温度范围。逆协会展览类似intra-annual模式在肯勃格(August-May),但不那么强劲,重要的逆关系只发生在9月至12月和2月到3月。然而,梅之间的积极关系和温度范围存在于肯勃格7月期间,当EN (LN)条件与大(小)温度范围。

月梅值之间的相关性和月度意味着地区温度和每月的每天最大和最小温度,每日温度范围,和凤凰城和肯勃格之间的温差和

月	区域的意思		凤凰城			肯勃格		Phoenix-Wickenburg
		马克斯	最小值	范围	马克斯	最小值	范围	马克斯	最小值
1月	-0.04	-0.12	0.19	-0.28 *	-0.10	0.07	-0.14	0.01	0.22
2月	-0.11	-0.27 *	0.20	-0.49 * *	-0.31 *	0.21	-0.51 * *	0.14	0.06
3月	-0.13	-0.26 *	0.27 *	-0.61 * *	-0.29 *	0.16	-0.45 * *	0.18	0.20
4月	0.10	0.07	0.36 * *	-0.49 * *	-0.05	-0.07	-0.01	0.16	0.42 * *
可能	0.12	0.03	0.37 * *	-0.42 * *	-0.08	0.04	-0.15	0.35 * *	0.39 * *
6月	0.01	0.01	0.31 *	-0.44 * *	-0.16	-0.27 *	0.15	0.22	0.48 * *
7月	0.09	0.25 *	0.22	-0.02	-0.04	-0.29 *	0.25 *	0.27 *	0.39 * *
8月	0.21	0.10	0.20	-0.15	0.05	0.23 *	-0.17	0.10	-0.01
9月	0.13	0.09	0.21	-0.19	-0.08	0.24 *	-0.29 *	0.20	-0.02
10月	-0.03	-0.05	0.25 *	-0.29 *	-0.17	0.11	-0.24 *	0.19	0.22
11月	-0.10	-0.22	0.26 *	-0.52 * *	-0.30 *	0.13	-0.40 * *	0.21	0.18
12月	-0.02	-0.14	0.21	-0.33 * *	-0.16	0.19	-0.26 *	0.09	0.09

* 95%的显著性水平。,* * 99%的显著性水平。* 95%的显著性水平。,* * 99%的显著性水平。

在考察美值之间的相关性和城乡差异在日常温度(表7.1),一个典型的城市热岛研究方法和重要的能源服务行业(Brazel et al . 1993),最大的协会美与城乡最低温度差异(每天的时间当热岛效应更加明显)。梅高(低)值与EN (LN)有关情况与大(小)凤凰和肯勃格最低温度之间的差异,但最重要的是在4月到7月的春季和夏季期间。因为城市最低温度在凤凰城几乎总是温和比周围的农村地区,积极的关系表明,最低气温比往常更大在EN和较小的比肯勃格在LN在凤凰城。这是加强美之间的关系和支持的最低温度在凤凰比肯勃格,实际上在6月和7月逆转的关系。

今年的大部分时间里梅值之间的积极关系和城乡最高温度存在差异,最重要的是在5月至7月。梅和城乡之间的正相关最高温度差异表明,梅高(低)值与EN (LN)条件与大(小)温度的差异。虽然不总是这样,凤凰最大温度通常比在温暖周围潮湿的农村地区。因此,关系表明在EN (LN)的情况下,特别是在5月至7月,凤凰最大温度通常比那些肯勃格的量大于(小于)。城市生态系统的意义美/ SOI冲头CAP-LTER此前还没有证明。目前,这些城乡气候差异及其对宿主的影响的过程(例如,人类压raybet雷竞技最新力,热应力在植物、能源消耗、节肢动物丰度,棉花和乳制品生产)的重点是“反馈”CAP-LTER小组的研究人员(l·贝克et al ., unpubl。数据,2002)。

MEI-Precipitation协会

美之间的相关性值和平均帽lte(气候部门6)每月在秋季降水表明积极的关系通过春天,最重要的是11 - raybet雷竞技最新12月刊的几个月期间,2,(表7.2)。期间,梅高(低)值对应于EN (LN)条件与更大(小)大量的降水在帽lte区域。也是一样的美之间的关系和降雪旗杆在冬末(2 - 3;表7.2)。一个重要的反美价值观和帽lte平均降雨量之间的关系存在于7月。这表明在通常的季风季节开始,EN (LN)相关条件(n)减少(增加)的降水。

月梅值之间的相关性和月度帽lte区域降水、旗杆降雪,和帽子lte区域土壤水分赤字,蒸发锅、流速及流水量

1月	0.09	0.05	-0.17	0.07	-0.23	0.18
2月	0.60 * *	0.26 *	-0.39 * *	-0.12	-0.52 * *	0.36 * *
3月	0.53 * *	0.27 *	-0.41 * *	-0.38 * *	-0.54 * *	0.40 * *
4月	0.06	-0.05	-0.29 *	-0.41 * *	-0.29 *	0.45 * *
可能	0.36 * *		-0.32 *	-0.50 * *	-0.56 * *	0.32 *
6月	-0.10		-0.14	-0.44 * *	-0.26 *	0.23 *
7月	-0.37 * *		0.33 * *	0.26 *	0.12	0.15
8月	0.09		-0.03	0.13	-0.09	0.07
9月	-0.07		0.11	0.02	-0.16	-0.17
10月	0.22			-0.13	-0.12	0.24 *
11月	0.30 *	-0.16	-0.31 *	-0.03	-0.37 * *	0.43 * *
12月	0.32 *	-0.05	-0.26 *	0.03	-0.12	0.25

* 95%的显著性水平。* * 99%的显著性水平。

MEI-Climatic水协会

翻译梅对温度和降水在帽lte区域内进水对气候变化(表7.2),很明显,与气候相关的美远水参数期间通过初夏深秋。土壤水分在帽lte地区展览一个重要逆与梅的关系值11月至5月期间,除1月(表7.2)。逆关系表明,当梅值高(低),表明EN (LN)条件下,土壤水分赤字值很低(高)。换句话说,在EN (LN)条件下,当降水会增加(减少)和温度往往是减少(增加),土壤水分赤字的典型地区减少(增加)。梅和土壤水分赤字之间的关系变得显著积极的7月,表明EN (LN)条件的《盗梦空间》季风季节与增加(减少)土壤水分条件。

在土壤水分赤字的情况下,反比关系之间存在着美和蒸发锅罗斯福(重要的3月到6月)和圣卡洛斯(重要的11月,February-June)水库。梅高(低)值与EN (LN)条件与减少(增加)从一个开放水面蒸发损失。与土壤水分赤字,MEI-evaporation关系成为积极的7月,明显在罗斯福水库。因此,EN (LN)条件在7月增加(减少)蒸发率。

综上所述,美与温度的关系、降水、土壤水分赤字,和蒸发损失导致的河流。几乎整个一年,梅值之间存在正相关关系,梧桐河河流,显著10月至6月期间,不包括1月。梅高(低)月度值,表明EN (LN)条件下,与高(低)每月的河流。在雨季,削弱的关系(7)实际上相反方向(9月)。讨论了影响这些关系部分梧桐河生态流。

总结

美之间的关系和各种帽lte气候变量检查在这个研究表明,最强的关系发生在冬季和春季,最重要的是在3月raybet雷竞技最新。一般在此期间,高美值表明在相关条件(1)降低最大温度,最低温度(2)增加,(3)降低的温度范围内,温度(4)增加城乡差异,(5)增加降水(包括北部降雪在高地形),增加了土壤水分(6),(7)减少蒸发损失,(8)流速及流水量增加。低梅值(LN条件)与相反的反应。MEI-raybet雷竞技最新climate协会高中秋,通常在春天一样的强度的关系。额外的兴趣是逆转的本质美与降水的关系,许多水气候变量的7月,这个月在年度季风通常开始。在这种情况下,高美值表明在条件与降水和土壤水分的增加减少赤字和潘蒸发率(表7.3)。

大气动力学

更好地理解物理强迫驱动帽lte气候的变化和LN条件,综观大气复合材料建立了3月和7月的五年最强EN (MEI值最高)和五年最强LN(最低梅值)。raybet雷竞技最新3月份,这是1958年,1983年,1987年,1992年,1998年(7月:1972、1982、1983、1987、1997);LN 3月,1951、1956、1971、1974、1976(7月:1954、1955、1956、1964、1971)。今年3月,很明显,平均500 - mb高度模式是更多的转向南在期间在LN多年(图7.4 a - c)。岭/槽模式(图7.4 a, b)非常相似,然而震级是大大不同的,这样,在LN (EN)年太平洋山脊加强(减弱)。LN (EN)年似乎与高(低)500 - mb山庄在美国西南部。加强(减弱)太平洋山脊LN (EN)期间可能会被关联到一个更北(南方)风暴轨迹,和与一个相对温暖的(冷却器)和干燥机(所)低层大气(图7.5)3月,占美和帽LTER-area气候变量之间的关系。raybet雷竞技最新

LN (EN)条件在7月与加强(减弱)500 - mb岭500 - mb槽在美国西部和东部太平洋。7月标志着月的雨季开始在美国西南部,它是由北方副热带高压脊的位移(亚当斯和考姆1997)。越强(弱)美国西部500 - mb岭LN (EN)期间与一个暖(冷)相关联,但所(干燥)低层大气。这是相反的干燥机(所)大气与LN 3月期间(EN)条件。

讨论的结果

我们的结果和其他人(例如,辛普森和Colodner 1999)指出,重大气候之间的联系美国西南部和ENSO周期的研究为代表的美和SOI。raybet雷竞技最新事实上,季节性气候raybet雷竞技最新响应可能会极大的可预测的时间尺度(Pagano et al . 1999年)。cascading-like影响气候系统从太平洋热带海洋温度,西南美国循环动力raybet雷竞技最新学,中央亚利桑那季节性热水文机制都很明显,秋季/冬季/春天的时间框架。弱逆连接在北美季风政权甚至明显的夏天(EN收益率干旱的夏季;LN收益率活跃,潮湿的夏天)。上层的可能被视为当地帽lte气候级联,因此,存在变量过程的水分(降水、蒸发和土壤水分),当地的风暴,频率和清晰/阴天。raybet雷竞技最新这些组件可能会有强烈的连接到主驱动变量分析在这一章(例如,梅收益率不同的温度/湿度变化输入)。

意味着500年3月- mb高度在(a)的五年最强的厄尔尼诺和拉尼娜现象(b)。(c)他们的分歧作为厄尔尼诺(EN)减去拉尼娜(LN);负差异是由虚线表示。

环比滞后效应(图中未显示)首次梅也明显

意思是850年3月- mb温度(a)和(b)水分差异五个最强的厄尔尼诺(EN)和拉尼娜(LN)年。差异是作为EN - LN。负差异是由虚线表示。

通常,时间滞后是最明显的水分变量从初冬到春末。因此,例如,一个大的正美异常感觉从初冬到春末的增加积雪高国家的亚利桑那州,流流上升,增加土壤水分,减少蒸发损失。但是,没有与平均温度变化的存在。每日平均温度大梅异常年毫无关系。如前所述,这似乎是解释为抵消地区最大和最小的反应温度。因此,有明显差异的温度范围:-梅大,小正美异常。这可能是重要的生态系统组成部分敏感阈值的温度,不仅意味着温度(例如,为植物生长温度单位积累;冷却温度单位能源消耗的积累)。

城市热岛效应的测量(使用凤凰机场-肯勃格,Arizona-an城市-农村网站之前使用;球磨机和Cerveny 1987)展示了一个惊人的重大关系美异常。当积极的异常(即发生。(EN),较大的城乡差异大的热岛)很明显的春末夏初,月。因为之间存在反比关系正美(EN事件)和夏季水分(干燥),这最有可能意味着更清晰的夜晚和较低的湿度值的结果。这些种类的当地条件促进机会强烈热岛发展在帽lte的城市地区,特别是因为热岛主要是一个夜间的现象(Brazel et al . 2000年)。

指的是500年7月- mb山庄(a)五年最强的厄尔尼诺和拉尼娜现象(b) (c)他们的差异,作为EN - LN;负差异是由虚线表示。

生态系统的例子

这些气候反应raybet雷竞技最新可能导致更复杂的级联帽lte的生态系统。例如,沙尘暴(Brazel 1987),大火(史威特南和贝当古1990),植被变化(李和Kafatos 2000),和水的数量和质量(卡特et al . 2000年)都是由表面过程的结合自然和human-impacted环境条件。详细联系尚未建立解开自然从人类控制等许多主题的健康风险,舒适性水平,能源需求变化,交通影响,空气质量变化,当地城市的洪水,水在当地使用的可变性。在交通问题上,例如,个人通信与亚利桑那州交通部办公室官员和独立分析当地降水强度和交通数据的上限由a·埃利斯(unpubl lte区域。数据,2001)表明,降水事件密切相关的城市交通事故频率以非线性的方式;即光降雨最初刺激事故利率上升,温和多雨,减少利率,和非常高的降雨率、事故率高。这种模式的一部分与司机行为和感知风险水平。细微的差别在降雨强度率与事故相关的变异可能是也可能不是显著相关阶段的ENSO daily-to-seasonal时间表。在这个问题上需要更多的研究。在亚利桑那州中部交通也被吹灰尘(Brazel 1991)。 An analysis of the period 1948-1984 revealed a strong link of incidences of dust storms to lack of antecedent fall/winter precipitation, little surface vegetative armoring, human disturbance of dust source areas, enhanced乘火车表示“状态”由于阈值超过数风速,随后blowing-dust-related事故的发生率在主要的州际公路和其他道路中央亚利桑那(Brazel et al . 1986;Brazel和镍1987;Brazel 1991)。这些作者没有将这种模式与ENSO本身,但现在回想起来,显而易见的是,干旱的前期年与LN事件有关。三个重大ENSO影响提供更具体的例子。

指的是850年7月- mb温度(a)和(b)水分差异五个最强的厄尔尼诺现象(EN)和拉尼娜(LN)年。差异是作为EN - LN。负差异是由虚线表示。

汉坦病毒和ENSO

最近的一个惊人的发现在美国西南部的健康风险区域(主要是四个角区和新墨西哥州)是汉坦病毒的链接对环境水分参数,从而可能ENSO阶段和气候变化(例如,Hjelle和玻璃2000;raybet雷竞技最新和Parmenter et al . 1999;斯普里格和欣克利2000)。这工作的主持下进行了Sevilleta lte网站在新墨西哥州。增加降水明显创建一个营养级联中小哺乳动物丰度(增加有关植物和昆虫)导致鼠疫宿主的增加,进而导致汉坦病毒发生率更高。1990年代最近的EN 1991 - 1992, 1993 - 1994年和1997 - 1998年与随后的加速病毒发生率(Hjelle和玻璃2000)。Parmenter et al。(1999) Sevilleta lte解释的级联三级规模分析水分(ENSO、区域、地方),强调了强大的关系,需要了解,当地的降水过程。他们说明一个微不足道,但暗示瘟疫的相关性情况下利率之前冬天使用SOI指数水分条件。我们重新分析Hjelle和玻璃(2000;图1)1990年代数据,发现了一个显著与前一个冬天的梅(r2 = 0.42)。级联说明水分大滞后效应在这种情况下,超过年度周期从梅可变性汉坦病毒事件。

梧桐河河流生态学

在水生生态系统的分析与气候变化有关,格林et al .(1997)说明一系列美国西部的敏感性流的raybet雷竞技最新环境变量,其中降水、径流和净水池供给,除了人为的变量(例如,娱乐,撤军,耗水量)。正如前面指出在这一章,流速及流水量与对梧桐河梅可变性。特定于梧桐河是格林分析格林(1993)水文特征的极端干态和湿年,年径流、洪水和其他stream-specific条件(湿度和干燥时间相对于一个11立方米/秒洪峰流量阈值)。我们重新分析格林(1993)数据集的5湿和5干年的梅指数揭示更多的区域和半球气候连接到这个地方raybet雷竞技最新流系统。我们发现,平均而言,相关的组湿年梅的辛普森冬季平均值= 1.31 (EN一侧的远程并置对比),而干燥的年平均收益率的值为-0.22美对LN(条件)。梧桐河两个更具体的和重要的水文特征是“天连续”(在水中天数< 30天,因为一连串> 11立方米/秒洪峰流量发生)和“天干燥”(在水一年天数> 200天以来发生了一连串> 11立方米/秒洪峰流量)。这两个水文参数特定于梧桐河变成强烈相关美指数(r2 = 0.61美与天succession-a直接关系表明,高美值表明在与更高的发病率减少不之间的时间跨度;r2 = 0.48美与天dryness-an间接关系中降低梅,non-EN时期,与增加不之间的时期)相关联。格林(1993)分析了生物控制流的因素,在这时间生物相互作用占主导地位。她发现的时间百分比,postflood继承和干燥是发生相对稳定(意味着= 177天或年)期间48%的时间甚至在不同水文干态和湿年。因此,链接的ENSO对当地生物控制与扰动控制流将相对较弱,从ENSO和级联到其他相关生物因素将是有限的。这里的ENSO级联是季节性和似乎是限制生态流的更disturbance-related方面而不是生物方面。

帽lte河地区的选民

第三级联的例子特别强烈的湿度信号相关的ENSO帽lte是输入的级联的水分,河流径流,合成的溶解和矿物成分upvalley河和downvalley凤凰的大都市区域。几个帽lte科学家们相当大的努力关注创建一个复合氮预算帽lte地区基于1988 - 1996年的数据(贝克et al . 2001;Lauver和贝克2000)。他们认为有一个水文控制,特别是对异常高流如1993年当ENSO事件发生在他们的分析时间的中点。总体而言,氮通量流相对较小的预算(例如,河的出口很低,约3%的整体总输入上限lte的生态系统;贝克et al . 2001年)。不过,他们也表示,N的浓度高出20倍比流入流出,反映出N获得农业排水、城市径流和污水,N从生态系统通过出口希拉河的水被两倍马莲输入。在此基础上,我们美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的数据库访问流成分(网站:www.usgs.gov)和使用数据在过去的25年期间开发的直接相关性梅索引值与选定的流成分冬季最高美相关输入时的水分(2月至5月)。表7.4给出了结果的上游网站大都会地区低于Bartlett盐河大坝(upvalley城市;美国地质调查局09502000)和一个网站在Gillispie大坝希拉河下游的大都会地区(downvalley城市;美国地质调查局09518000)。许多重要的相关性明显在表7.4(假设一个标准0.05的显著性水平,例如,括号中所示)。盐河,氧、pH值、固体,固体溶解,钙、钠、镁、氯、硫酸和梅都表现出显著的关系。希拉河、pH值、固体溶解固体,钙、钠、镁、氯、硫酸、总氮、亚硝酸盐氮和亚硝酸盐,亚硝酸盐氮和亚硝酸盐溶解都显著相关美指数的变化。R值来说明所示的方向关系,积极或消极,而梅指数。一般来说,梅(EN阶段)越大,每卷成分的浓度就越少的水。两个不同盐河网站(upvalley城市)和希拉河网站(downvalley城市)出现。 (1) Dissolved solids are higher per volume with more runoff at Gila, whereas they are lower at the Salt River site. (2) Nitrogen-related parameters show no correlation at the Salt River site where there is little input, whereas there is a significant MEI climate signal at the Gila River site, where flushes of nitrogen elements occur more readily. With flood releases and significant variations in河排放达到downvalley的城市化地区,nitrogen-related成分的输入来自农业土地和城市/释放沉积物在季节性变化明显与美时间表。立即Bartlett大坝下游,只有元素成分,而不是N-related选民似乎梅变异性显著相关。因此,看来帽lte的人造城市/农业生态系统会创建一个积极的反馈,或放大气候signal-stream组成的关系。raybet雷竞技最新

相关性与重要性水平(在括号中)的梅和每月月中浓度在25年期间1971 - 1995

参数	毒蜥里维拉		盐Riverb
水的温度	0.08	(0.38)	0.02 (0.889)
浊度	0.16	(0.19)	-0.05 (0.756)
氧气	0.10	(0.36)	0.38 (0.016)
pH值	0.23	(0.06)	0.23 (0.002)
砷	-0.03	(0.81)	0.20 (0.254)
固体	-0.35	(0.004)	-0.47 (0.001)
溶解固体	0.23	(0.030)	-0.54 (0.000)
溶解的钙	-0.50	(0.000)	-0.44 (0.001)
钠溶解	-0.54	(0.000)	-0.38 (0.003)
溶解镁	-0.51	(0.000)	-0.36 (0.007)
溶解氯	-0.54	(0.000)	-0.44 (0.002)
硫酸溶解	-0.52	(0.000)	-0.37 (0.010)
总氮	-0.18	(0.250)	小的数据
硝酸氮亚硝酸盐总	-0.40	(0.000)	-0.07 (0.970)
亚硝酸盐氮硝酸溶解	-0.49	(0.000)	0.10 (0.950)

希拉河网站是美国地质调查局站09518000(改道Gillespie大坝在33“13”45纬度。112“46“00”长)。b盐河网站是美国地质调查局站09502000(低于斯图尔特山坝33“33”10 lat。11雷竞技csgo1“34 33”长)。

未来

Spigg和欣克利(2000)表明,全球变暖可能会增加在未来在事件的频率。被假定的一个主要影响持续的全球变暖可能会增加的频率在西南部的事件沙漠地区。如果这发生,增加水分的输入可能导致在某些领域(大概两倍的水分)。这可能有许多积极的和消极的福利在美国西南部和帽lte。例如,更多的水可以用于快速增长的亚利桑那州中部地区从山上积雪增加,径流进入中央亚利桑那的关键水库。但是可能的负面影响可能发生在水库的形式发布,洪水风险,生态系统扰动,破坏城市地区。这些场景对这个地区的民众至关重要(例如,卡特et al . 2000年)。见上面的三个生态系统情况下的例子中,增强的频率也可能导致疾病风险的加剧,在流干扰,严重的可变性河成分和沉积物转移。然而,仍存在相当大的不确定性在全球warming-enhanced场景,和研究人员在lte网络当然分享共同的目标在解开科学可能的气候变化与生态系统级联到重要的本地网站效果。raybet雷竞技最新

确认我们承认大卫格陵兰帽lte鼓励我们做出贡献;匿名评论者;首席调查员和南希·格林和查尔斯·瑞德曼的帽lte鼓励我们追求帽lte的气候方面的支持下从NSF和格兰特号码DEB 9714833。raybet雷竞技最新我们要感谢k·沃尔特的影响使我们意识到美指数和分享它的数据库。我们还要感谢芭芭拉Trapido-Lurie的制图工作。

引用

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