基于近似熵的中国西北地区干旱的非线性特征

从气候系统的复杂性角度出发,基于经验正交函数和近似熵方法,采用SPEI干旱指数,探讨1962-2017年中国西北地区干旱的时空分布特征及其非线性特征。结果表明:(1)1962-2017年中国西北地区SPEI的EOF第一模态空间分布呈"全区一致"型,第二模态空间分布呈"东正西负"型,结合第二模态时间系数,说明西北地区西部较年代际转折之前变得湿润,而东部较年代际转折之前有变干趋势,转折点约在1980年,且干旱存在2~3 a的周期特征;(2)中国西北地区20世纪80年代初转折后的干旱复杂度整体比转折前有所增大,可预测性降低,秋、冬季的复杂度大于春、夏季,其中冬季最大,夏季最小。     

福建旱涝短期气候预测统计方法试验研究

利用最优子集、神经网络、EOF—CCA和均生函数4种常用统计方法，对福建春季、前汛期、后汛期和秋冬季进行年度、季度旱涝的短期气候预测试验，采用统一的评分标准评定。结果表明：最优子集、神经网络模型具有较好的预测能力，EOF-CCA模型有一定的预测能力，均生函数模型相对较差。     

西北地区东部干旱化与天气体系演变的关系

用EOF、PDF和场相似理论相结合的方法，分析了近20a来西北地区东部夏季代表月份干旱化与天气体系演变的关系。指出夏季代表月份东亚大气环流存在两类天气体系(Weather Regimes)，即A类和B类。A类与西北地区东部干旱环流型相对应；B类与西北地区东部偏涝环流型相联系。研究结果表明：近20a来，西北地区东部夏季代表月份与天气体系A型(干旱型)正相似日数有逐渐增多的趋势，与天气体系B型（偏涝型）正相似日数趋于减少。     

陇东黄土高原春末夏初旱的气候特征及预测模型

应用自然正交函数分解(EOF)方法，分析了甘肃省庆阳地区春末夏初干旱的综合评价指数DH的空间分布特征及随时间演变规律；分析了春末夏初干旱对冬小麦和玉米产量的影响；应用逐步回归方法建立了春末夏初干旱的预测模型，业务使用效果良好。     

中国西北地区干旱气侯学的新进展及其主要科学问题

回顾了“十五”期间中国西北地区干旱气侯学的进展。就遥感监测、西北干旱形成机制、西北地区年代际的气候变化、西北干旱新的强讯号、高原干旱气候生态作物适应性和西北干旱监测预测业务服务综合系统等方面所取得重要研究进展和学术成就,作了系统的回顾;并对21世纪初干旱气侯学的主要科学问题作了展望。     

东营市短期气候预测系统设计及应用

东营市短期气候预测系统使用逐步回归、最优子集回归、BP人工神经元网络和多因子EOF迭代4种因子预报模型,以及3个以均生函数为基函数的多步预测模型,并通过集成得出预报结论。因子普查时,采用滚动式相关分析方法,保证了入选因子的稳定性。     

东营市短期气候预测系统设计及应用

东营市短期气候预测系统使用逐步回归、最优子集回归、BP人工神经元网络和多因子EOF迭代4种因子预报模型,以及3个以均生函数为基函数的多步预测模型,并通过集成得出预报结论.因子普查时,采用滚动式相关分析方法,保证了入选因子的稳定性.     

吉林省春旱的时空分布特征及预测研究

根据吉林省46个代表站1961-2009年月平均降水量资料,然后利用Z指数方法确定了反映吉林省春季旱涝强度的旱涝指标,分析其演变规律,对历史上出现的干旱事件进行诊断。利用经验正交函数(EOF)方法分析了吉林省春旱的时空分布特征,结果表明,吉林省春旱有全省型、中西部型、东南部型及西部型等几种主要空间类型。将EOF的前三个时间系数作为预报对象,利用相关普查筛选出通过显著性水平检验的前期500h Pa高度场关键区环流因子,建立预报方程,然后将预报出的时间系数再恢复成降水场,由此建立一套适用于区域干旱的场预报模型。对2010-2013年的预报结果表明,该模型对吉林省春季大部分地区的旱涝趋势有较好的预报能力。     

风廓线雷达风场资料质量控制初探

基于2016年2月和8月江西宜春风廓线雷达探测水平风场数据,分别利用扩展经验正交函数(EOF)分析重构法和高斯滤波法对其进行质量控制。结果发现,相比原始观测风场,EOF分析重构法和高斯滤波法均能有效过滤风廓线雷达原始风场的高频脉动。两种方法对比分析发现,对于空间尺度的瞬时扰动,EOF分析重构法质控效果优于高斯滤波法;对于时间尺度的瞬时扰动,高斯滤波法质控效果优于EOF方法。     

西北地区气象干旱监测指数的研究和应用

为了更有效地监测西北地区干旱,综合西北地区广泛应用的Z指数方法和帕默尔气象干旱指数基本原理的优点,选取西北地区138个代表站1961—2000年40年逐月降水量资料,分东、西两片分别建立了西北地区东部和西部的单站气象干旱监测指数。在此基础上建立了区域干旱指数,确定了区域旱涝等级的划分标准。以计算得到的干旱指数与历史旱情记录进行了对比验证,并对计算结果做了进一步的统计分析。结果表明:干旱指数对西北地区旱情的反映符合历史实际;西北地区东部近几十年来干旱发生的次数和强度较西部更重;从长期演变趋势看,西北地区东部干旱发生频率呈现出上升的趋势,尤其是1990年代中期后上升趋势更为明显,而西北地区西部则呈现下降趋势;西北地区东部3、4、5、6月份的区域干旱均具有5～10年的周期,而西北地区西部区域干旱的周期性不明显。这些指数的建立,将为更好地开展西北地区的干旱监测、诊断业务提供气象意义明显且应用简便的气象干旱指数。     

我国冬季气温年代际变化及其与大气环流异常变化的关系

利用我国160个台站50年(1951~2000年)的月平均温度资料和NCEP/NCAR再分析资料,对我国从1951/1952~1999/2000共49个冬季(11月至次年3月平均)的气温进行经验正交函数(EOF)分解。第1模态表现为全国一致的增温或者降温,20世纪70年代中期以后,我国冬季气温增暖明显,发生了显著的年代际变化;第2模态则表现为南北温度的反相关系,20世纪80和90年代,我国北部地区,特别是东北和西北的温度增加,而我国南部则温度降低。采用频谱分析方法提取我国冬季气温的年代际变化信号更清楚地反映出这些变化。而且这两种模态从20世纪80年代开始的正位相叠加使得我国冬季持续偏暖,在降水场没有显著变化的情况下,加剧了华北地区的干旱程度。对气温的年代际变化与大气环流的回归分析表明,我国冬季气温年代际变化的第1模态与半球尺度上的北极涛动(AO)的变化有密切的关系,它在高度场上表现为一个准正压的南北环状模态;而第2模态则与中高纬大气环流中的一波结构联系密切,它在高度场上表现为一个准正压的太平洋和大西洋上反相的振荡模态。这就表明,我国冬季气温的年代际变化与大气环流中的基本气流及其扰动有密切的关联。作者还讨论了大气环流影响我国冬季气温年代际变化的可能机理,并指出进一步需要研究的问题。     

西北地区近40年6～9月降水的异常特征分析

利用西北 (区 ) 1 6 8个测站 1 96 1～ 2 0 0 0年 6～ 9月月平均降水与温度资料 ,运用EOF、REOF、小波分析等诊断方法分析了近 4 0年 6～ 9月降水异常特征 ,同时分析了旱涝变化。结果表明 :(1 )西北区 6～ 9月降水受大尺度天气系统影响 ,降水空间异常分为 7个气候异常区 ;(2 )各异常区代表站降水的时间演变特征、不同年代所盛行的主要周期均有所差异 ;(3)渭水流域区、高原区旱涝变化位相基本一致 ,进入 90年代 ,变干是各区平均气候变化的普遍特征     

NUMERICAL EXPERIMENTS ON THE INFLUENCES OF GENERAL CIRCULATION ANOMALY OVER THE TIBETAN PLATEAU AND SURFACE ALBEDO CHANGE IN NORTHWEST CHINA ON SUMMER PRECIPITATION

An advanced three-level global atmospheric general circulation model has been used to studythe summer precipitation anomaly in Northwest China.based on the synoptic fact and thestatistical analysis of the precipitation,the surface albedo in Northwest China,and the synopticsystems over the Tibetan(Qinghai-Xizang)Plateau.The results show that either the anticycloneintensified over the plateau or the surface alhedo enhanced in Northwest China results in summerprecipitation reduction east of Northwest China.Especially.when both of them appearsimultaneously,summer precipitation was obviously reduced and severe drought occurred in mostareas of Northwest China.Moreover.the simulated difference of precipitation rate of NorthwestChina is similar to the actural precipitation distribution in Northwest China in 1995,which is themost severe drought year in Northwest China in the past fifty years.So the tendency in droughtseverity intensified,drought frequency accelerated,drought persistence period extended,anddrought areas expanded in Northwest China in recent years is maybe a result of the influences ofhuman activities(e.g.vegetation was reduced,and desertification worsened)on droughtcirculation pattens over the Tibetan Plateau.     

西北东部夏季干湿演变及环流特征

选取中国西北东部1960--2004年33个台站夏季（6—8月）逐日降水资料和北半球NECP／NCAR500hPa高度场再分析资料，首先统计了中国西北东部逐年夏季总降水量和无雨日数，并根据它们呈显著负相关的特点，定义了无雨日数一降水均一化干湿指数，然后对干湿指数场进行了EOF分解，探讨了西北东部夏季干湿异常的演变特征，同时对干湿异常年份进行了500hPa高度距平场合成分析。结果发现：一致性异常特征是西北东部夏季干湿指数的最主要的空间异常模态；西北东部近45年来的变干趋势是明显的；新疆脊偏弱、东亚大槽偏浅是西北东部夏季湿年同期500hPa高度场特征，而新疆脊偏强、东亚大槽偏深是干年同期500hPa高度场特征；乌拉尔山脊线偏西、东亚大槽偏浅是湿年前期12月高度场特征；乌拉尔山脊线偏东、东亚大槽偏深是干年前期12月高度场特征。冬季12月500hPa高度场环流特征是预测下年夏季干湿特征不容忽视的指标。     

用多元回归和EOF方法预报西北地区东部9～10月降水趋势

在经验正交函数展开（ＥＯＦ）方法和分析的基础上,用多元回归方法对西北地区东部９～１０月的降水趋势进行了拟合和预报,结果表明,这种方法具有一定的预报能力。     

基于SPEI指数分析华中地区近40a干旱时空分布特征

分析了1961-2009年华中地区降水量、气温及蒸发量变化特征,在此基础上,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)确定华中地区的干旱强度,按照SPEI指数的标准界值将干旱强度划分为4个等级并分析了各干旱等级的发生频率和空间分布。不同时间尺度SPEI指数的EOF分析表明:华中地区干旱的主要空间分布具有较好的全区一致性,且春季干旱的强度在四季中是最强的。     

陇南伏期旱涝指数及预测模型

从陇南气候规律及农业生产实际出发，制定出客观定量衡量陇南伏期旱涝特征的旱涝指数，并利用1967－1996年旱涝指数，用EOF对陇南伏期旱涝进行分片，分析其时空分布特征，建立各片伏期旱涝均生函数预测模型，通过应用，预报准确率有较大提高。     

中国大陆OLR与西北夏季降水

中国西北地域辽阔,地形复杂。该区内大部分地方属干旱、半干旱气候区,降水量的时空分布差异很大。为研究这种差异性,作者曾将西北地区夏季(6—8月)降水总量作了EOF分解,指出西北夏季降水总量与热带太平洋海温及ENSO事件关系密切;蒋尚城等用9年NOAA卫星观测的OLR资料对长江流域地区夏季雨量进行的估算、徐国昌等用OLR对夏季青藏高原月雨量及凝结潜热的估算,均得到较好的结果。这些研究表明,OLR与大陆夏季降水量存在着与热带海洋上一样好的关系。由于西北夏季雨量集中,6—8月降水量占全年雨量的一半以上。OLR通过云的变化与降水量之间必然存在较好的相关性。     

中国东部旱涝型的研究

文章利用中国东部25个站524年（1470～1993年）的旱涝级别资料分析了中国东部旱涝的空间分布，比较了EOF方法和REOF方法的不同点，研究指出可用6个中心地区的旱涝情况来补充原来划分的6种旱涝型，使得旱涝中心更明确，旱涝分布更符合实际情况，突出体现了REOF在旱涝型研究中的优点。最后给出了近五百年中国东部的主要旱涝中心及特征。     

国华北地区汛期降水变化趋势的初步预测

根据华北地区18个代表站1951－1999年月降水资料，利用回归分析研究了华北地区汛期降水的长期变化特征，并从海洋对气候的影响出发，运用基于均生函数的生主成分建模方案对华北地区汛期降水的长期变化趋势进行了初步预测。结果表明：华北地区汛期降水的长期变化具有明显的地域性；在1951－1999年的49a间，华北I区汛期降水量减少了近64mm，而华北Ⅱ区则减少了119mm，华北I区汛期降水从偏多（少）到偏少（多）的转换期约为17a，而华北Ⅱ区约为20a。预测结果指出：1999－2008年的10a间，华北地区汛期降水的长期变化具有明显的地域性；在1951－1999年的49a间，华北I区汛期降水量减少了64mm，而华北Ⅱ区则减少了119mm；华北Ⅰ区汛期降水从偏多（少）到偏少（多）的转换期约为17a，而华北Ⅱ区约20a。预测结果指出：1999－2008年的10a间，华北地区汛期降水基本处于其多年平均状态，即不会出现明显的干旱现象。