我国9大气候区降水特性及其物理成因的研究Ⅰ——基本特性分析

首先利用旱涝Z指数对全国9大气候区的旱涝进行了评定，并给出我国9大气候区旱涝Z指数的分布图。分析结果表明，1950年代我国除新疆地区处于偏早期外，其它几个区都处于多雨量期，1960年代由多雨向少雨转变的时期，1970年代——1980年代中期我国大部分地区处于雨量偏少期；1990年之后我国各个区的雨量都有所增加。此外，还应用Morlet小波变化对我国9大气候区降水的旱涝周期变化、旱涝分型及变化趋势进行了分析。研究结果表明：在16年、32年层次变化上，各气候区在不同时间段上，8年层次上降水的变化出现了一定的规律：东北、华北在1980年之后存在1年位相差；而长江中下游、江南及华南三者之间在1951～1970年时段上依次有着2年的位相差；长江中下游、内蒙及新疆之间依次存在着3年位相差。     

STUDY ON MIXED MODEL OF NEURAL NETWORK FOR FARMLAND FLOOD/DROUGHT PREDICTION

The paper concerns a flood/drought prediction model involving the continuation of time seriesof a predictand and the physical factors influencing the change of predictand.Attempt is made toconstruct the model by the neural network scheme for the nonlinear mapping relation based onmulti-input and single output.The model is found of steadily higher predictive accuracy by testingthe output from one and multiple stepwise predictions against observations and comparing theresults to those from a traditional statistical model.     

湖南汛期降水异常的时空分布特征研究

利用湖南19个测站23年(1959～2001年)4～9月的降水量资料，用EOF、REOF、小波分析对湖南汛期降水的特征场分布、分区特征、周期性和突变性等时空分布特征进行了诊断研究。研究结果表明：EOF分析得到的前三个典型场可以很好的反映湖南汛期降水空间分布的异常结构，即具有整体一致的空间结构，南北相反的空间结构，中部和周围地区相反变化的空间结构。旋转后的前6个空间模态可以较好地代表湖南汛期降水的6个异常敏感区：湘北、湘中、湘南、湘东南、湘西、湘东北。利用小波分析方法研究湖南汛期降水的周期性及其突变性发现，湖南汛期降水存在着明显的3年、7年和23年的特征时间尺度和周期性振荡；并且在今后相当长的一段时间内，湖南汛期的降水将逐年减少，并将转入干旱时期。     

湍流能谱与分数维

本文首先根据间隙湍流结构的自相似性和KdV—Burgers方程的鞍—焦异宿轨道行波解,求得了间隙湍流的分数维D与波数比b以及D与自相似结构尺度R的关系;其次,模拟了在不同R下的D—b关系以及不同b下的D—R关系;最后,还求得了湍流能谱和分数维以及能谱指数与D的关系。模拟结果表明,(d|β|/dD)>0,这和A.J.Chorin的结论是一致的。     

长期预报的相空间分量组合法

在做长期预报时,我们常用的统计建模理论有这么一个缺点:当建模者事先对系统一无所知;或虽在建模前已经可以决定应变量与变量之间的关系,但赖以建模的数据又太少;我们则无法根据资料来建模,或不可避免地将自己的偏见带入模式中。为此,Ivakhnenko提出了数据处理的组合法(GMDH),而其回归方程的阶数是根据某些判据而较客观地自动给出。此外,传统的统计预报理论一般是基于时     

长期预报的相空间近邻等距法

考虑到确定性系统的外在随机因素和内在随机性(浑沌)所造成的长期预报的不准确性,本义将有关浑沌的理论和数理统计理论结合起来,提出了d维相空间距平符号传播的“正、反规则”假说和近邻等距模式.实例检验表明,经调试后距平符号的报准率一般为66％—80％,而相对误差一般不大于8％.     

我国东北地区降水空间分布及干湿驰豫时间的研究

根据东北地区24个典型测站1951—2001年的降水量资料,利用EOF方法分析了我国东北地区的降水空间分布;同时,通过子波诊断技术结合突变点数建模技术,研究了我国东北地区的降水演变周期特征,并对干湿态之间转换的驰豫时间做了定量的研究。结果表明：东北地区的降水空间分布具有整体一致的性质,同时还存在南北及东西的差异;大部分站点都具有干→湿的驰豫时间长于湿→干的驰豫时间的特征,体现了东北地区容易维持干旱状态的特性。     

基于统计动力反演的东亚亚热带季风变化驱动机制研究

利用观测数据,运用非线性统计-动力学方法,反演系统各因子之间的相互关系,建立了东亚亚热带季风变化的动力方程,为研究东亚亚热带季风的驱动机制提供了量化参考。研究发现：过去2 000 a东亚亚热带季风是多因子通过反馈机制相互作用影响且具有耦合效应的复杂非线性动力系统,其驱动力主要来源于普若岗日冰芯δ¹⁸О代表的青藏高原热力作用强迫、太阳黑子活动、ENSO、温室气体单因子CO₂和CH₄浓度、北极温度和CH₄及北极温度与7月太阳辐射的耦合作用机制;反馈调节作用主要源于7月太阳辐射与太阳黑子活动、CH₄浓度、中国陆地地表温、CH₄与7月太阳辐射以及CO₂和CH₄的耦合调节作用。并通过动力反演机制推论热带西太平洋对亚热带季风有一定驱动作用,但并不是主要驱动力,即驱动亚热带季风变化的主源地并不在热带西太平洋海区,石笋δ¹⁸О指代的也主要是夏季风信息。     

基于EEMD的太阳活动对印度夏季风的多尺度胁迫分析

选取10.55~2.7 kaBP Qunf洞的Q5石笋δ¹⁸O记录作为印度夏季风的代用指标,集合经验模态分解（EEMD）多尺度分析结果揭示了印度夏季风的强弱变化和与亚洲季风减弱事件的一致性,进一步讨论了11 kaBP以来印度夏季风的逐渐增强而后减弱的发展态势。选用同时期的古树年轮¹⁴C记录作为太阳活动代用指标,调频、调幅分析结果发现印度夏季风的31 a、70 a和7 860 a尺度分量受太阳活动相应分量的调频胁迫较为显著;同时又揭示出“太阳活动71 a周期-印度夏季风31 a周期”“太阳活动1 379 a周期-印度夏季风142 a周期”和“太阳活动2 376 a周期-印度夏季风733 a周期”三对调幅胁迫。