(0,1)两值时间序列分析及其气象应用

三、平稳过程任意两分的(0,1)序列及其统计 为了研究平稳序列中极端攸的分布规律,对原序列Z_t,还可采用任意两分生成两值(0,1)则问序列X_t,即有对于Z_t序列值,在任意u>0这就等价干平衡序列Z_t在任一高水平 轴u<0上被剪截或限幅。由此所得的高水平轴一交叉数D_u,同样也是西值(0,1)的交替数,研究D_u的分布也具有重要价值。近20年来研究成界业已表明,若Z_t为正态平稳,则当u愈大时,交叉数愈少,并渐近Poisson分布。     

(0,1)两值时间序列分析及其气象应用

气象时间序列可大致分为两种,一种是以数量观测值组成的数量时间序列,如气温、降水量等:另一种是以天气或气候事件(包括数量分档)组成的特征时间序列,通常多半以两个对立事件或特征组成序列,如晴雨、冷暖、旱涝、某要素正负距平等。这种以事件或数量特征组成的序列如以(0、1)来编码,则时间序列就成为单纯由0与1,两值组成的简单数量序列。数量序列与特征之间是可以互相转化的,即若将数量观测值按某种方式分为两类,就组成了特征序列;而将特征序列按(0,1)来编码则又组成最简单的数量序列——(0,1)序列。     

地表非均匀性对区域平均水分通量参数化的影响

次网格尺度地表非均匀性对于网格区平均通量具有重要影响。若将网格区视为均一地表，并不能真实描述地-气通量交换过程，且可造成很大误差。文中从理论上证明，区域平均水分通量的变化率可分解为两部分：第一部分为区域水分通量的算术平均变化率；第二部分为非均匀性所引起的水分通量变化率扰动，它与区域内土壤水分空间分布的变差系数有关。数值试验表明，地表土壤水分的水平空间变差系数集中反映了区域内土壤水分分布的非均匀程度，不同土壤对同样的非均匀程度其敏感性是不同的。变差系数愈大，非均匀性愈强，在相同的土壤水分平均值下，不同土壤类型对地表非均匀程度的敏感性并不相同。例如沙土和粘土受非均匀性的影响就可相差数十倍。     

基于气候模式统计降尺度技术的未来青海湖水位变化预估

借助于全球气候模式(德国MPI ECHAM5.0)输出信息和流域最近40年的气象观测资料,建立青海湖流域统计降尺度模式(QH-SDM),从而得到流域尺度未来30年(2010-2030年)气候变化情景,并由此驱动水文模型SWAT及湖泊水量平衡模型模拟了青海湖近几十年水位变化过程,预估了未来30年青海湖湖泊水文变化情景。结果表明,青海湖水位的未来变化将经历缓慢下降、逐渐回升、稳步升高3个阶段,到2030年,湖泊水位将达到3195.4 m左右,高出目前水位约2.2 m,面积接近4500 km2,蓄水量达到813亿m3,湖泊恢复到了20世纪70年代初的水平,预计这一结果将会缓解目前青海湖流域水资源紧缺的格局,并有利于植被恢复,减少土地沙化面积,对流域生态环境的改善和国民经济的发展将十分有益。     

湿润气候区无资料站点土壤湿度插补及预报试验

利用前期降水指数法(API)并结合水量平衡方程提出一种土壤湿度的初始化方案,将所建模型用于湿润气候区无资料站点的土壤湿度插补与预报试验,证明其应用的可行性。     

一种新的气候分型区划方法

从理论上证明统计聚类检验(CAST)与旋转经验正交函数或旋转主分量分析(REOF/RPCA)用于气候聚类分型区划的关联性。研究表明，CAST在一定的意义上可认为是REOF/RPCA用于气象要素场(气候)分型区划的理论基础。由此，作者提出CAST与REOF/RPCA相结合的一种新的分型区划方法，并用仿真随机模拟资料和实例计算验证了理论与实际结果的一致性，从而证实了这种分型区划方法的有效性及其优点。     

当代大气科学方法论及其展望述评

从方法论的高度上阐述大气科学中关于"确定论"和"随机论"两种主导思想的研究方法。指出,确定论不再是唯一占统治地位的方法论,不确定性的客观存在已经为愈来愈多的科学事实所证明。天气气候变化过程,既有确定性的一面,又存在着不确定性的一面。必须正确认识两者对立统一的辩证关系。文中指出,由于"新三论"的异军突起,必须重新认识自然界历来就存在的必然性现象及其动力学规律、偶然性现象及其统计规律、既必然又偶然的混沌现象及其非线性规律及其三者的相互联系。因而在大气科学研究中,确定性方法和随机性方法必须有机结合,而其新的结合点正是混沌理论及其非线性科学。     

气候概率分布理论的新内涵及其展望

近年来,国内外学者关于气候概率分布理论和应用的研究已经取得了许多新的成果,本文简要回顾近年来这一领域已经发展起来的新内涵,并提出未来可能的研究设想。     

全球气候变暖对长江三角洲极端高温事件概率的影响

研究了全球气候变暖对长江三角洲极端高温事件（ＥＨＴＥ）概率的影响。结果表明,全球增暖将使ＥＨＴＥ发生的概率增大。当夏季逐日平均最高气温在现有的基础上升高３．０℃后,ＥＨＴＥ发生的概率将由现在的０．１３增加到０．２～０．３,即夏季出现级端最高气温≥３５℃的天数将由现在的１２ｄ左右增加到２０～３０d。     

COUPLING PATTERNS OF AIR-SEA INTERACTION AT MIDDLE & LOWER LATITUDES AND THEIR INTERDECADAL OSCILLATION

Diagnostic studies have been done of the seasonal and interdecadal variations of the coupling patterns for the air-sea interactions in the northern Pacific region, by using 500-hPa geopotential height field of the Northern Hemisphere and monthly mean SST field of northern Pacific Ocean (1951 ～ 1995) and with the aid of the Singular Value Decomposition (SVD) technique. The results show that: (1) The distribution patterns of SVD, which link with the El Nifo (or La Nina) events, are important in the interaction between the atmosphere and ocean while the atmosphere, coupling with it, varies like the PNA teleconnection does. The coupling of airsea interactions is the highest in the winter (January), specifically linking the El Nino event with the PNA pattern in the geopotential height field. Of the four seasons, summer has the poorest coupling when the 500-hPa geopotential height field corresponding to the La Nina event displays patterns similar to the East Asian-Pacific one (PJ). The spring and autumn are both transitional and the coupling is less tight in the autumn than in the spring. (2) Significant changes have taken place around 1976 in the pattern of air-sea coupling, with the year's winter having intensified PNA pattern of 500-hPa winter geopotential height field, deepened Aleutian low that moves southeast and the summer following it having outstanding PJ pattern of 500-hPa geopotential height field.which is not so before 1976.