Seasonal distribution of rainfall in Australia analysed by Fourier methods

Summary

A harmonic or Fourier analysis of mean monthly rainfall data is found useful in objectively describing and mapping the seasonality of rainfall within Australia. Over large areas the seasonal component is well described by the first and second harmonic terms, leaving as a residual variance only a small proportion of the observed total variance. Care must be taken in the interpretation of second harmonic contributions within those areas of tropical Australia under strong monsoonal influences. This is because pecularities in the form of the annual rainfall regime make the first harmonic term inadequate in itself to fully describe the annual trend. The technique is found particularly useful in defining the boundaries of areas of similar seasonality, and maps based upon the first and second harmonic amplitudes are shown to bear a close relationship with known physical controls.

Zusammenfassung

Zur objektiven Beschreibung der jahreszeitlichen Schwankung der Regenfälle in Australien und ihrer kartenmäßigen Darstellung wird mit Erfolg die harmonische Analyse der mittleren Monatsmengen des Niederschlags angewendet. Über weiten Gebieten wird die jahreszeitliche Schwankung durch die ersten beiden harmonischen Schwingungen gut dargestellt; die Reststreuung macht nur einen kleinen Bruchteil der beobachteten Gesamtstreuung aus. Vorsicht erscheint jedoch geboten bei der Interpretation des Anteils der zweiten Harmonischen in den Gebieten des tropischen Australien, die unter starkem Monsuneinfluß stehen. Hier machen Besonderheiten im Niederschlagsregime selbst die erste Harmonische ungenügend zur Beschreibung des Jahresganges. Die angewandte Methode ist besonders geeignet, die Grenzen zwischen Gebieten mit gleichartigem Jahreszeiteneinfluß festzulegen. Karten, die auf der ersten und zweiten harmonischen Schwingung beruhen, zeigen einen engen Zusammenhang mit bekannten physikalischen Faktoren.

Résumé

Afin de décrire objectivement les variations saisonnières des précipitations en Australie, on se sert avantageusement de l'analyse harmonique des sommes mensuelles moyennes. Cette méthode est également utilisée pour la représentation cartographique des dites variations. Les amplitudes saisonnières sont bien rendues par les deux premières harmoniques et cela pour de grandes étendues. L'amplitude qui reste ne représente qu'une faible fraction de l'amplitude totale observée. Il faut cependant procéder avec prudence lors de l'interprétation de la part revenant à la seconde harmonique dans les contrées tropicales de l'Australie, contrées qui subissent fortement l'influence de la mousson. Dans ce cas précis, les particularités du régime des précipitations ne permettent même pas d'utiliser la première harmonique pour décrire l'évolution des pluies au cours de l'année. La méthode proposée est surtout intéressante pour délimiter les régions soumises aux mêmes régimes. Des cartes basées sur la première et la seconde harmonique montrent un rapport étroit entre les précipitations et certains facteurs physiques connus.