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小波分析太阳气候强迫:I)太阳周期尺度

天体物理学 2007-05-23 v1

摘要

我们采用小波分析技术,对太阳变率在太阳周期尺度(约11年)上对地球气候变化的作用进行定量探讨。我们检讨了从日冕记录和同位素记录中重建的年均太阳辐射与气候(以北半球地表气温重建为指标)之间的联系。通过对这些信号进行小波变换,我们能够分析每个信号的频率内容以及该内容的时间依赖性。计算得到数据集的小波变换后,我们通过两种技术(珍南方法和条件概率方法)对辐射和温度的小波变换进行相关性分析。因此,我们追踪两个信号中各个频率分量随时间的相关性。辐射和温度小波光谱之间的非零相关性需要两个数据集之间存在相位滞后(即,地球对太阳输出的响应并非瞬时)。我们搜索能够最大化相关性的优化相位滞后。通过为每个年份选择合适的相位,我们发现AD 1720-1950年期间大多数时段都存在显著的正向太阳-气候相关性。我们发现,这种相位优化后的相关性随时间变化,在过去400年中在0.12和0.71之间振荡。我们发现相位滞后在0-10年之间变化。我们还提出了一种检验方法,以确定地球对太阳输出的响应是否通过随机共按被放大,即弱周期的太阳信号通过地球噪声被放大。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0203497,
  title  = {A Wavelet Analysis of Solar Climate Forcing: I) Solar Cycle Timescales},
  author = {Matthew J. Lewis and Katherine Freese},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0203497},
  year   = {2007}
}

备注

33 pages, 17 figures