非洲沙尘与气旋的一致性
为了提高地外影响对飓风现象的相关性，需要一个参照系。我们在这里认为，作为这样一个框架，陆地现象已被证实与气旋发展有关，非洲沙尘爆发引起的沙尘覆盖也是如此(例如，(20)，(58)，(7))。因此，下图所示的结果与之前提到的小波方法对大西洋所有类别的热带气旋与非洲沙尘爆发((122))的相干性光谱分析相对应。虽然自1980年以来就有关于AD的卫星数据，但在这里我们只使用巴巴多斯从1966年至今的数十年连续原位月数据((87)，(90))。飓风的月度数据来自国家气象局，并转换为脉冲日期序列(122)，n =飓风的数量，其中0=没有飓风。两个数据序列分别以图11和图12的(a)块表示。在下面的图中，全局光谱显示在左边的方块上。
沙尘和5级飓风之间的GXWT[图11面板(b)]显示出非常突出的年度周期性，置信度高于95%。从XWT[面板(c)]中可以看出，这种周期性表现出较高的可变性;它不是连续的，在1966年至2004年期间没有相同的强度，在20世纪70年代和80年代初变得更加强烈，这正是5级飓风平均强度最高的时候。这种年度周期性可能与北非的沙尘循环和大气环流的季节性变化有关(37)。此外，具有年代际周期性(11-13年)，在整个时间间隔内均存在，且呈反相关趋势[图(c)]。通过Daubechies型修正小波滤波器(122)得到的虚线，可以在图10的面板(a)中观察到其时间趋势。这种十年周期大概与大西洋有关信风热带大西洋海表温度变异的主要经向模式((103))，以及与太阳活动((34)和宇宙射线((81))的关系。宇宙射线和太阳活动的互动与飓风可能是通过大西洋数十年的调制振荡(Perez08a)。
这十年间的变化显示5级飓风发生在十年最低[面板(a)],因为当地的垂直风切变(Vz > 8m/s)不利于热带气旋的形成((9))。这可以解释为什么从2008年至今，没有出现过任何5级飓风，因为正是在这段时间，大气中的非洲沙尘一直在增加。这意味着,如果这种趋势继续下去,
1 0.5 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 3003
时间(VEARS)
图11所示。(a)非洲沙尘的时间序列(阴影区)。- 5级飓风(黑条)-沙尘的年代际趋势(虚线)。(b)全局交叉小波相干(GXWT)。(c)交叉小波相干性XWT， (d)全局小波平方变换相干性(信号/噪声)，GWTCs/n。(e)小波平方变换相干性(信号/噪声)，wtc /n。(122)
1 0.5 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 3003
时间(VEARS)
图11所示。(a)非洲沙尘的时间序列(阴影区)。- 5级飓风(黑条)-沙尘的年代际趋势(虚线)。(b)全局交叉小波相干(GXWT)。(c)交叉小波相干性XWT， (d)全局小波平方变换相干性(信号/噪声)，GWTCs/n。(e)小波平方变换相干性(信号/噪声)，wtc /n。(122)
下一组热带气旋将不会发展到5级，直到下一个十年非洲沙尘最小值出现。为了确认交叉小波获得的年和年周期是否与非洲沙尘对5类飓风的调制具有内在联系，我们还获得了修正小波相干性(wtc /n)，发现除了这两个周期外，还有另外两个周期为125天和1.8年，置信水平高于95%[图11 (d)和(e)图]。
图12显示了沙尘和热带风暴之间的GXWT(面板b)，可以看到最突出的周期性是1年。这些年度变化在整个研究期间没有相同的强度，可以在XWT(图c)中观察到，由于北非降水的增加，从20世纪60年代下半叶到70年代上半叶，周期性较低且较小。此时,相干性变得非常强烈的由于非常严重干旱在西非被称为萨赫勒地区
时间(年)
图12所示。(a)非洲沙尘的时间序列(阴影区)。-热带风暴(黑条)-沙尘的年代际趋势(虚线)。(b)全局交叉小波相干(GXWT)。(c)交叉小波相干性XWT， (d)全局小波平方变换相干性(信号/噪声)，GWTCs/n。(e)小波平方变换相干性(信号/噪声)，wtc /n。(122)
时间(年)
图12所示。(a)非洲沙尘的时间序列(阴影区)。-热带风暴(黑条)-沙尘的年代际趋势(虚线)。(b)全局交叉小波相干(GXWT)。(c)交叉小波相干性XWT， (d)全局小波平方变换相干性(信号/噪声)，GWTCs/n。(e)小波平方变换相干性(信号/噪声)，wtc /n。(122)
干旱开始于20世纪70年代中期，持续了几十年。这种具有线性趋势的年度周期性的同相行为似乎表明沙尘的变化对热带风暴的发生和演化具有准直接的影响。还有其他小于或大于1年的周期，但模式不一致。这可以解释为沙尘浓度和热带风暴的演变是在不同时间尺度上发生的许多外部和内部因素的结果。XWT和wtc /n表明，包括年代际周期性在内的多年际周期性并不是热带风暴形成的重要因素。
全球GXWT和世贸中心/ n(面板b和d),以及cross-wavelet和一致性(电池板c和e)之间的灰尘和一级飓风(122)(图4)显示大量的相似性与热带风暴,虽然有不同的强度。这些差异可能是由于降水的增加在北非的萨赫勒地区降雨指数。十年周期性请假类别1。
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- 图13所示。非洲沙尘的时间序列(阴影区域)-所有飓风类别一起(黑色条)。下面板为小波平方变换相干度(WTC)，右面板为全局频谱GXWT。
从(122)图5中可以观察到，第2类沙尘与飓风之间的GXWT和gwtc /n(图b和d)，以及XWT和wtc /n(图c和e)，与第1类飓风和热带风暴(图12)相比，具有较短的连续时间间隔的年度周期性，在1972-1982年和1988-2004年之间变得更加强烈。此外，还存在与El Niño南方涛动(ENSO)相关的不太突出的3.5-5.5年周期。2级飓风没有年代际周期性。
图6和图7(在(122)中)沙尘与第3类和第4类飓风之间的GXWT和gwtc /n(图b和d)以及XWT和wtc /n(图c和e)分别表明，在研究期间，年周期性也不是连续的。在图(e)中还可以观察到，在1980-1992年期间，3级飓风3.5年的周期性变得更加强烈。对于4类飓风，1988-2002年3.5-5.5年的周期(图e)是反相关的。3级和4级飓风的年代际周期几乎不存在。
应该强调的是，观测到的相关性不仅表明非洲沙尘对飓风活动的直接影响，而且还反映了风、SST、AMO、Modoki周期、El Niño、la Niña、降水、太阳活动和宇宙射线之间的间接关系，它们或多或少地调节了大西洋飓风的演变。
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