磁层顶日下点距离R0与磁暴Dst指数的相关性

利用2004—2006年ACE、WIND卫星观测的太阳风数据和相应时期反映磁暴大小的〖WTB1X〗D〖WTB1〗st指数,针对200个不同级别的磁暴事件,分析了磁层顶日下点距离〖WTB1X〗R0与磁暴D〖WTB1〗st指数的线性相关性。分析显示,在极端太阳风条件下,〖WTB1X〗D〖WTB1〗st指数时间序列比借助于Chao Model计算出的磁层顶日下点距离〖WTB1X〗R〖WTB1〗0的时间序列延迟了约3 h。经修正时间延迟后,对磁层顶日下点距离〖WTB1X〗R0与磁暴D〖WTB1〗st指数的线性相关性进行分析。结果表明:发生超级磁暴时,二者线性相关系数的均值为077;大磁暴时,线性相关系数的均值为074;中等磁暴时,线性相关系数的均值为047。此外,用最小二乘数据拟合得到了不同级别磁暴时的〖WTB1X〗R0 D〖WTB1〗st关系图。     

基于Himawari-8卫星AOD产品的河南省能见度反演研究

利用2018年12月—2019年2月Himawari-8卫星气溶胶光学厚度数据产品与河南省119个国家地面观测站能见度观测资料,建立线性混合效应模型,并基于卫星观测AOD数据反演了河南省地面能见度。结果表明：Himawari-8卫星的AOD产品与Aqua的AOD产品一致性较好。线性混合效应模型反演的地面能见度与台站观测的能见度相关性可以达到082（P<005）,反演的能见度均值与观测能见度均值仅相差05 km。通过2018年12月16日14时个例分析,能见度的分布与地面观测基本保持一致,反演的地面能见度空间分辨率达到2 km。     

近54 a三江平原地区初霜冻指标特征研究

利用1961—2014年国家基本(准)站初霜冻日资料,对三江平原地区初霜冻日进行从长时间序列趋势线性变化、多重周期性变化以及长时间序列突变性3个方面的特征研究。表明:(1)三江平原地区的初霜冻日均值沿东南方向逐渐递增,全区域初霜冻日均值纵跨尺度约为5 d。三江平原各地区的综合初霜冻日时间总体上开始延后,这可能与全球整体变暖的温室效应有相关性。(2)54 a中三江平原地区初霜冻日变化倾向率空间分布展现出"两峰值中心,两谷值中心"的变化特征。两峰值中心是指以佳木斯、双鸭山地区为高增量中心,呈现初霜冻日变化倾向率幅度由此向外逐步递减的趋势。两谷值中心则是指以富锦、宝清地区初霜冻日变化倾向率由此向外递减的低值中心。峰值中心较谷值中心的倾向率幅值相差约1.5 d/(10 a)。综合小波分析法与HHT-EEMD法中对三江平原地区近54 a初霜冻日均值变化周期分析结果表明三江平原主要存在两个尺度周期:2~5 a的年际周期、28 a左右的年代际周期。(3)初霜冻日均值突变指数的交叉点出现在1969年,通过α=0.05显著性水平检验,此突变点时间可作为将来进行气候背景场的研究点。     

利用2004年北京雨滴谱资料分析降水强度和雷达反射率因子的关系

在北京2004年的45次降水过程中,基于DISDROMETER仪器测量的雨滴谱资料计算每次降水的强度R和雷达反射率因子Z.结果表明,不同降水过程中,雷达反射率因子Z与降水强度R的幂指数关系中的指数b和系数a是不同的,这与不同降水过程的雨滴谱分布不同密切相关.综合分析这45次降水过程中的指数b和系数a,得到指数b和系数a呈正相关.接着,分别就指数b和系数a与平均降水强度、平均雷达反射率因子、平均特征直径和雨滴平均数密度之间关系做了详细的讨论.另外,基于这一年的降水雨滴谱资料,讨论了Z-R幂指数关系中指数b和系数a的月变化特征.分析结果表明,从4月到12月系数a和指数b呈现逐月递减的年变化特征.最后,文章就12个个例的特征直径Dm的特征进行了分析.结果显示,当特征直径Dm随时间保持不变时,降水强度R和雷达反射率因子Z之间存在线性相关的关系,即当特征直径Dm为常数时,Z-R关系的指数b为1.     

基于测风塔数据的最大风速与极大风速 关系研究

利用辽宁省风能资源专业观测网2009年6月至2010年5月26座测风塔10—70 m(部分塔为100 m)高度的逐10 min梯度风观测数据,采用线性相关分析的方法,研究了近地层最大风速和极大风速的关系。结果表明:年内最大风速与极大风速多数出现在同一大风天气过程中,但极大风速并非主要发生在出现最大风速的20 min内;最大风速和极大风速易出现在午后和傍晚;极大风速与最大风速普遍具有较好的线性相关关系,日时距、10 min时距和大风条件下,日时距的相关性最好,平均相关系数达到0.970;不同时距和大风条件下,极大风速与最大风速的比值系数相差不大,但从相关性看可以考虑优先使用日时距样本的最大风速推算极大风速;随着高度的增加,极大风速与最大风速的比值系数减小,10 m高度日极大风速是日最大风速的1.42倍左右,70 m高度则是1.24倍左右,利用最大风速推算不同高度极大风速时不宜采用统一的比值系数。     

基于相关分析的电力微气象站选址研究

基于湖北省气象站的观测资料,分析了微气象数据的偏相关系数与站点水平距离的关系,利用正则化的最小二乘法进行指数拟合,得到对于微气象数据相关距离的最小估计,并对微气象数据统计值与站点海拔高度进行了线性拟合,结果对于电力微气象站选址距离的确定具有参考意义。     

山东夏季两次极端雨强暴雨的滴谱特征研究

利用Thies激光雨滴谱仪观测的两次极端雨强暴雨的雨滴谱资料，结合CINRADA/SA多普勒雷达观测资料，分析了极端雨强对流降水雨滴谱和积分参数特征、以及地面雨滴谱的形成机制，主要结论为：(1)两次过程都是受副热带高压外围西南气流与西风槽共同影响，具有高温高湿的特点，有利于强降水的产生。(2)强对流降水(雨强R>20 mm h^-1)雨滴谱参数lg N_w、D₀与雨强R关系显示，2015年8月3日参数D₀随着R增大很快增大，线性拟合线的斜率较大，lg N_w随着R增大逐渐减小，线性拟合线的斜率为负值；2017年7月26日D₀和lg N_w与R都是正相关，但D₀和lg N_w随着R增大较缓慢地增大，线性拟合线的斜率较小。强对流降水雨滴浓度NT与雨强R之间的关系可以用幂函数拟合，8月3日有较大系数和较小指数，7月26日有较小系数和较大指数。(3)不同雨强的对流降水平均雨滴谱分布显示，8月3日随着雨强...     

我国地闪活动和降水关系的区域差异

利用我国部分地区2005年的地闪定位资料和气象台站雨量观测资料,由南向北选取我国四个不同气候带区域(区域1～4),分析了这些区域的地闪活动与降水的相关关系。结果表明,由南向北及气候特征由潮湿趋于干旱的区域的地闪活动和降水相关性增强。闪电活动与有闪电降水(即对应闪电的降水)日变化的线性相关系数在由南向北的区域分别为0.56、0.46、0.56、0.80,旬变化的线性相关系数分别为0.73、0.86、0.89、0.92,月变化的线性相关系数分别为0.74、0.88、0.965、0.99;较干旱的区域3和区域4的地闪活动与所有降水的时间序列有较强的相关性,其线性相关系数日变化分别为0.31、0.41,旬变化分别为0.84,0.52,月变化分别为0.93、0.80;地闪与降水的空间线性关系相对复杂,但也表现出由南向北和气候趋于干旱对应关系增强的特征,区域4的闪电和降水相关性达到0.54。分析区域中较干旱地区的雷暴活动产生机制(主要受热力抬升作用)相比潮湿地区(既受热力抬升作用,又受大尺度系统相互作用)更为单一,这可能是干旱地区的闪电活动与降水有较好相关的重要原因。     

基于改进的EMD的运城市持续极端气温的初步分析

采用每日最高（最低）气温的历史同期序列的分位数作为该日的极端阈值,运用改进的经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）方法对山西省运城市1971—2005年每年发生的持续（3 d及3 d以上）极端气温频数进行了初步分析。结果表明,1971—2005年运城市每年的持续极端高温频数（frequency of sustained extreme-high temperature,FSEHT）和持续极端低温频数（frequen-cy of sustained extreme-lowtemperature,FSELT）序列均存在线性下降趋势;在0.05的水平下,运城市的FSEHT序列与该地区的年平均气温序列的线性相关性不显著,而该地区的FSELT序列与年平均气温序列的负线性相关关系是显著的;此外,这两个频数序列分别存在不同的周期振荡。从主要周期看,运城市的FSEHT和FSELT序列与厄尔尼诺现象的周期相一致。     

基于DFA的雷暴日时间序列分形特征分析

运用最小二乘法、非趋势波动分析(DFA)与小波变换三种方法对比分析许昌市1961—2012年52 a雷暴日时间序列的变化特性,揭示雷暴日的长程相关性及其内在规律。研究结果表明:许昌市52 a月雷暴日时间序列属于分形时间序列,存在内在的长程相关性,其雷暴日数每10 a减少1.6689天,雷暴日时间序列长程幂律相关的标度指数为0.8940,该幂律关系至少可持续17个月,并将2011年和2012年观测数据作为验证数据加以验证,结果与DFA分析结果一致;雷暴日时间序列具有2个显著的标度不变区域,存在一个突变点,反映了雷暴日系统具有复杂的物理作用机制;三种分析方法均得出许昌市雷暴日呈减少趋势的结论,最小二乘法虽然能定量计算出雷暴日每10 a的减少量,但年度尺度较大,精确度变低,而DFA和小波分析法的分析结果更加细致;但在定量描述雷暴日变化趋势上DFA法优于小波分析结果,而在分析雷暴日时序的细节分量和周期特性时小波分析更加清晰;DFA法可作为预测未来雷暴日发展趋势时长的有效方法之一。     

两套不同型号自动气象站采集的气象数据的差异

针对CAWS600SE型和DZZ1-2型自动气象站采集的气压、温度和湿度的差异,进行22个月每小时的数据一致率及线性相关对比分析,探讨不同型号自动站数据的相关性,结果表明这两种自动站数据相关性很好。由此建立了这2套自动气象站采集的数据的线性回归方程。     

气象格点资料预测压缩方法初探

通过二维线性预测方法来降低气象格点资料间的冗余度,解决气象格点资料在存储时所占内存空间太大和在网络传输过程中的带宽问题。从原理及500hPa高度场分析得出:预测误差序列的方差比原序列方差小一个数量级,这充分说明和原序列相比,误差序列的相关性已有很大的降低,证实了格点资料预测压缩是完全可以实现的。     

长三角工业区夏季近地层臭氧和颗粒物污染相互关系研究

利用2013年5月15日到8月31日南京江北工业区（长三角典型工业区）同步的观测资料分析了近地层臭氧（O₃）和细颗粒物（PM_2.5）、气溶胶光学厚度（AOD）的变化特征及相互间的关系,并结合光化学箱模式分析了AOD对近地层O₃生成的影响。结果表明,观测期间PM_2.5平均质量浓度为56.2±20.1 μg m-3;AOD（500 nm）均值为1.4±0.9;波长指数α（440~870 nm）均值为1.0±0.3。PM_2.5质量浓度24 h均值超国家二级标准20.2%,超标时AOD均值增加14.7%,α平均值增加23.9%,O₃体积分数均值减少12.3%。O₃超国家二级标准10.1%,超标时段AOD增加34.9%,α变化不显著。高温低湿条件下,O₃日变化峰值（y）和PM_2.5质量浓度（x）存在较高的线性相关。相对湿度＜60%时,两者拟合曲线为y＝0.97x+43.96（拟合度R2=0.60）,温度＞32°C时,两者拟合方程为y＝1.24x+30.61（R2＝0.64）。夏季长三角工业区呈现高浓度O₃与高浓度PM_2.5叠加的大气复合污染。O₃日变化峰值和AOD变化呈显著负相关。模拟结果显示,O₃日变化峰值（y）和AOD（x）呈现极高的负相关[y＝－34.28x+181.62,R2 = 0.93或y＝220.62·exp (－x/3.17)－19.50,R2＝0.99]。     

四川盆地及周边地区TRMM 3B42数据精度检验

多源信息融合的流域水文模拟及预报技术,是目前水文预报发展的一个重要方向。以易发生长江流域特大洪水的四川盆地及周边地区为研究区域,从单个站点及子流域降水量相关性、降雨空间分布和相对误差等方面对TRMM卫星3B42产品探测精度进行了检验分析。结果表明:研究区TRMM 3B42数据与地面观测数据在日、月尺度上具有较高的相关性(R >0.5),3 h尺度相关性较差(R<0.5),且3 h和日尺度在降水量峰值拟合上存在较为明显的数值偏差和时间上的提前或延迟;不同时间尺度下两组数据的空间分布特征总体具有较好的一致性;两组数据2008—2010年降水量序列均值相对偏差在±10%的概率密度百分数为32.26%。总体上研究区TRMM 3B42数据呈现高估(四川盆地大部分区域),局部出现低估(四川盆东南及地周边地区);研究区3 h尺度TRMM 3B42数据探测精度明显低于日尺度,高程变化对TRMM 3B42数据的探测精度具有一定影响。因此,针对该区域TRMM 3B42数据3 h和日尺度数据序列精度相对较差的问题,应用该卫星数据进行3 h尺度流域水文模拟及预报研究时,就需要对该区域卫星数据和地面观测数据进行融合,充分发挥两种数据的优势。     

青藏高原那曲地区地闪与雷达参量关系

基于2014—2015年5—9月西藏那曲地区多普勒天气雷达数据,结合地闪观测数据,识别雷暴单体样本,统计分析了地闪位置附近的雷达回波分布特征,并研究了高原雷暴的雷达参量与地闪频次的相关关系。结果表明:那曲地区地闪发生位置附近的雷达最大反射率因子呈正态分布,峰值分布区间集中于34~41 dBZ。发生地闪位置附近的20 dBZ回波顶主要集中于11~15 km高度,30 dBZ回波顶高分布的峰值区间则为8.5~12 km。分析表明:表征局地雷暴对流发展强度的雷达参量与地闪频次之间一对一的相关关系较差,但相关性随地闪频次增加而增强。基于雷达参量分段统计得到的对应分段平均地闪频次与雷达参量之间表现出较强相关关系,体现了宏观上闪电活动强度与雷暴发展强度之间的正向关系。其中,基于原始数值进行区间划分的强回波（组合反射率因子不小于30 dBZ）面积与平均地闪频次的线性相关系数达0.75,基于对数数值区间划分的7~11 km累积可降冰含量的对数值和地闪频次的线性相关系数达0.95。文中对比了多个雷达参量和地闪频次线性拟合与幂函数拟合结果,整体上幂函数拟合略好于线性拟合。     

南方涛动指数与南海高压强度指数的变化特点及其相互关系

本文对各季节的南方涛动指数(SOI)及南海高压强度指数的时间序列作相关分析,主成份分析、及对分离后的时间系数进一步作功率谱分析,发现对我区天气有重要影响的南海高压受南方涛动的制约,二者间具有很好的相关性、季节间的持续性。文章同时揭示了二个指数季节间的分布特点,为南海高压的长期预报提供了依据。     

江淮流域极端降水时空变化特征:站点观测和再分析的对比

利用淮河流域1979—2011年260个站点观测、ERA-Interim和NCEP/DOE再分析资料的日降水量数据,选用8个极端降水指数,从空间分布、发展趋势、时间变化等方面对比分析了我国江淮流域极端降水的变化规律,研究了再分析数据的适用性,结果表明:1)持续湿润指数(CWD)、强降水日数(R10mm,R20mm)以及百分位指数(R95p,R99p)具有一致的北少南多的分布特征,而持续干燥指数(CDD)为北多南少,且强度指数(Rx1day,Rx5day)和百分位指数在浙江沿海均有极大值存在。2)大部分地区的强降水日数呈减少趋势,仅在江淮周边地区有弱上升趋势。3)区域平均的降水强度指数具有上升的趋势变化,逐月变化具有先增长后减少的结构特征,5—6月的增长量最大,峰值出现在7月,在夏末、冬季有较明显的随年代增加的趋势,在秋季则随年代减少。4)再分析资料ERA-Interim和NCEP/DOE对不同指数的再现能力有所不同,ERA-Interim对强降水日数(R10mm)、CDD、百分位指数的空间分布以及CDD的变化趋势再现能力较好,与强度指数和百分位指数年际变化的相关性较高,但对CWD变化趋势分布特点的再现能力较弱;NCEP/DOE更善于再现较强降水日数(R20mm)的空间分布以及强度指数和百分位指数的线性变化趋势。5)两种再分析资料能合理地再现强降水日数(R10mm,R20mm)和CDD年际变化特征和强度指数的季节变化特征。     

气象格点资料预测压缩方法初探

通过二维线性预测方法来降低气象格点资料间的冗余度，解决气象格点资料在存储时所占内存空间太大和在网络传输过程中的带宽问题。从原理及500hPa高度场分析得出：预测误差序列的方差比原序列方差小一个数量级，这充分说明和原序列相比，误差序列的相关性已有很大的降低，证实了格点资料预测压缩是完全可以实现的。     

贺州地区气温变化趋势及干旱特征分析

对贺州地区年平均气温时间序列做小波分析,将引入的干旱指数对贺州地区四站点有数据记录以来的年降雨量和无雨日数两项进行测算,并对求得的干旱指数时间序列进行小波分析。结果表明贺州地区年平均气温有增高的趋势,11a为其年平均气温的主要震动周期。近年来干旱指数的变化有上升的趋势。     

标准序列法在日平均气温缺测数据插补中的应用

利用标准序列法,对1971—2000年我国2000多个国家级地面气象站日平均气温进行了插补试验,并用交叉检验方法进行验证,对比了相关性最好和距离最近两种邻近站选取方案的插补结果。试验表明,相关性最好方案的插补精度优于距离最近方案,利用前一方案进行插补时,只需要选择与待插补站日平均气温序列相关性最高的4个邻近站参与计算即可。插补试验结果表明,平均绝对误差约为0.42℃。插补值与实际观测值之间的绝对误差、均方根误差、两者之差在±0.5℃范围内的样本比例,均与邻近站平均距离呈较好的指数关系。