华北地区夏季旱涝的时空分布特征及其与北极海冰的关系

采用了1951—1999年6—8月华北地区17个站点的降水资料，利用Z指数作为旱涝指标，确定出该区域的严重涝年为1954、1956、1963、1964、1971、1973和1996年；严重旱年为1968、1972、1983、1986、1989、1992、1997和1999年。分析了华北地区夏季旱涝的年代际变化特征，然后对该地区49a的z指数场进行EOF分析，讨论了华北地区夏季旱涝的空间分布特征。最后分析了华北夏季降水与春季北极海冰的关系，结果表明华北夏季降水与春季北极海冰呈正相关关系。春季北极海冰面积偏大(小)，当年夏季华北大部分地区偏涝(旱)。     

华北地区小时极端降水的非稳态研究

本文以华北五省为研究区，基于1960—2014年小时降水数据建立1、2、3、6、12和24 h极端降水序列，对比分析稳态和非稳态假设下极端降水重现期估计的差异。研究表明：1960―2014年华北不同时间极端降水的变化趋势略有不同，时间越短呈上升趋势的站点越多，1~3 h的极端降水呈上升趋势的站点较多，稳态和非稳态假设下的20~100 a一遇重现期平均差异较大，其中，1 h极端降水的显著上升站点中，二者的平均相对误差达30%~43%；而6~24 h极端降水中，呈下降趋势的站点增多，其中，24 h极端降水显著下降站点中，二者的平均相对误差达-43%~-32%；无显著趋势站点，二者的平均相对误差大部分介于-10%~10%。随着重现期增大，二者差异的不确定性区间增大，不同变化趋势站点表现一致。研究发现，华北地区短历时极端降水强度增加，稳态假设下极端降水的重现期会严重低估。因此，选用非稳态假设估计极端降水的重现期，将降低极端降水的灾害风险。     

向外长波辐射与我国华北地区旱涝关系的初步研究

本文采用1974—1986年的向外长波辐射（OLR）和华北地区降水资料，对该地区旱、涝年的OLR场的时空分布特征进行了研究。分析指出，旱年与涝年的前冬和夏季在OLR距平场上呈相反的配置。同时发现，赤道中太平洋和海洋陆地上的OLR变化会影响华北旱涝的分布趋势，另外，谱分析计算结果指出，当存在准二年周期时，华北地区降水和赤道中太平洋地区的OLR之间有较高的凝聚值，呈正位相振荡。而且后者变化较前者超前大约法10个月。     

我国华北地区春季降水的年代际变化特征及其可能成因的探讨

利用我国160个台站1951~2000年逐月和华北地区80个台站逐日降水观测资料,分析了我国,特别是华北地区春季降水的年代际变化特征。分析结果表明:华北地区春季降水具有明显的年代际变化,1951~1965年华北地区春季降水略偏少,1966~1976年华北地区春季降水更加偏少,春旱较严重,1977~2000年为华北春季降水明显偏多,这时期5~6月降水比1966~1976年有明显增多;并且,分析结果也表明了华北地区和黄河流域春季降水存在着与夏季降水相反的年代际变化特征。另外,作者还利用欧洲中心ERA40资料集的1958~2000年月平均700 hPa风场再分析资料,分析了东亚上空春季700 hPa风场的年代际异常情况,从而来探讨华北地区春季降水年代际变化的成因。其分析结果表明:1965年以前,蒙古高原上空存在着明显的反气旋距平环流,我国华北地区有偏北风距平,这使得我国华北地区在1965年以前春季降水偏少;1966~1976年,我国华北地区仍为偏北风距平,且我国东部沿海到南海上空的偏北风距平增强,这使得华北地区春季降水进一步减少;1977~2000年,东亚上空700 hPa环流场发生了一个明显的变化,华北地区出现偏南风距平,且我国东部沿海到南海上空的偏南风距平增强,这使得我国南方暖湿气流易输送到华北地区,从而造成我国华北地区春季降水增加。     

华北地区空中水汽含量与降水量的关系

利用华北地区近30 a(1979～2008年)12个探空站的观测资料,采用线性趋势和奇异值分解(SVD)技术分析了华北地区空中水汽含量与降水量的时空演变特征以及两者之间的相关关系。结果表明:华北地区水汽含量和降水量在空间上表现出由东南沿海向西北内陆随纬度增高而减少的分布特征,即东南部湿润,西北部干燥。近30 a来华北地区水汽含量整体上呈现出增加的趋势,而降水量和降水效率均呈减少趋势,降水效率较低,华北地区空中水资源开发潜力较大。SVD的第1模态反映出华北地区水汽含量与降水量存在密切联系,当空中水汽含量偏多(少)时,大部分地区降水偏多(少)。华北地区夏季涝(旱)年在南海至西太平洋地区有(无)明显的水汽向华北地区辐合,同时西风带也有(无)水汽向华北地区输送,且大部分地区850 hPa垂直上升运动强(弱)于常年。     

基于MM5模式的站点降水预报释用方法研究

对MM5模式输出产品解释应用，建立县级站点定量降水MOS预报模型。方案为将影响辽宁降水的天气模型归纳为动力诊断模型，从中构造出多个能够较全面反映降水模型特征的综合物理因子；根据站点降水的气候分布特征，对偏态分布的降水量进行正态化处理，处理方案为首先将降水量划分为有雨和无雨两档，然后对有雨样本进行分级、开4次方处理，经分析对比降水量经过正态化处理后建立的预报模型优于未经处理的模型。运用统计方法建立站点降水预报模型，该模型分为晴雨预报模块和雨量预报模块。通过2001和2002年夏季业务试运行表明，该模型对降水有较强的预报能力，较原模式预报水平有一定改进。     

东亚夏季风与北太平洋SSTA关系的年代际变化特征及其机制研究

利用NCEP／NCAR提供的40年再分析资料和英国气象局提供的海温资料以及中国气象局整编的160站降水资料，分析了东亚夏季风以及我国华北夏季降水的年代际变化特征及其与北太平洋SSTA的关系，提出了东亚存季风在70年代中期发生显著变化，1976年前东亚夏季风偏强，受其影响华北地区夏季降水偏多，1976年以后，东亚转为弱夏季风阶段，华北地区进入少雨期，研究表明，1976年前北太平洋SSTA对大气作用显著，北太平洋海温异常对大圆波列会产生一种年际尺度的“刺激”作用叠加在年代际背景上，加强或减弱波列强度，造成强夏季风段结北夏季降水偏多气候态下的年际变化，1976年后，北太平洋地区海气温差小，海温对大气加热作用不明显，因此北太平洋海温异常通过大圆波列与东亚夏季风的联系也变得淡漠，对我国华北地区夏季降水的影响不再显著。     

1961-2017年四川省夏季长周期旱涝急转演变特征及环流影响分析

基于NECP/NCAR再分析资料和四川省38个站点降水资料,结合长周期旱涝急转指数,分析了四川省夏季旱涝急转的时间演变特征及其与典型年份大气环流的联系.结果 表明:1)四川省夏季旱涝急转指数年际变化差异较大,旱转涝事件多于涝转旱事件,但发生旱转涝事件的可能性和强度降低,而涝转旱年强度更强;2)旱转涝年的旱期与涝转旱的涝...     

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旱期外,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.     

华北各区夏季降水年际和年代际变化的地域性特征

利用１９５１￣１９９７年华北地区２６个测站的６￣８月降水量资料,分析了上夏季降水标准差的窨分布和降水距平百分率年际和年代际变化的地域性特征。在此基础上,根据各站降水标准差和旱涝的一致性,对华北夏季降水异常进行分区,研究了各区降水长期变化的趋势及其阶段性和跃变的特征。最后,探讨了华北地区目前这个少雨期何时结束的问题。     

ATMOSPHERIC WAVE AND ITS PHYSICAL ESSENCE AS REVEALED BY CHANGED CORRELATION COEFFICIENTS AND CORRELATION FIELD

Formal change is made of the correlation coefficient(COCOEF)expression,leading to a new formula consisting ofFourier spectral coefficients that indicates a direct connection between the new form and atmospheric dynamicequations,thus resulting in a dynamic equation represented by COCOEF,which is meaningful in exploring a large-scaledynamic process in terms of the correlation field because the connection revealed by the field can have dynamic explana-tion with the aid of the new formula.     

ATMOSPHERIC WAVE AND ITS PHYSICAL ESSENCE AS REVEALED BY CHANGED CORRELATION COEFFICIENTS AND CORRELATION FIELD*

Formal change is made of the correlation coefficient(COCOEF) expression,leading to a new formula consisting of Fourier spectral coefficients that indicates a direct connection between the new form and atmospheric dynamic equations,thus resulting in a dynamic equation represented by COCOEF,which is meaningful in exploring a large-scale dynamic process in terms of the correlation field because the connection revealed by the field can have dynamic explanation with the aid of the new formula.     

基于投影寻踪原理的动态聚类模型及其在气候区划中的应用

以投影寻踪原理为基础, 结合动态聚类方法, 建立了基于投影寻踪原理的动态聚类模型, 并首次将其应用于气候区划分析中。首先, 利用线性投影技术将多因素聚类问题转换为投影特征值的线性聚类问题; 其次, 利用动态聚类方法完成投影特征值序列的聚类分析; 最后, 通过气候区划实例验证了基于投影寻踪原理的动态聚类模型的可行性与有效性。     

基于三维骨骼信息的动态手势识别

手势识别作为人机交互的有效手段,成为当前研究的热点话题.针对动态手势识别存在时空多变性、特征复杂性等问题,本文提出了一种基于三维骨骼信息的动态手势识别方法.动态手势具有时间上的差异性和复杂性,极大地影响了动态手势识别的准确率.因此,本文设计了一种动态手势关键帧提取算法,该算法可以提取动态手势关键部分,用于进一步的特征提取.另外,单独分类器的分类效果存在差异性,本文采用多个分类器同时对手势特征进行分类,充分利用了所提取的特征.同时,本文还提出了一种自适应融合算法,可以根据分类精度有效融合不同分类器,提高最终分类效果.最后,通过实验验证了本文提出的动态手势识别框架和方法的有效性.     

基于虚拟地球的流场三维动态可视化方法

水文气象灾害是影响我国的主要自然灾害之一。水文气象网格数据构成一个动态变化的三维流场,流场可视化是研究水文气象灾害内在变化规律的重要手段。针对水文气象场数据数据量大、多维多尺度以及动态变化等特点,本文提出了一种基于虚拟地球的流场三维动态可视化方法。该方法包括流场数据组织和动态数据插值两种数据处理方法,并在此基础上研究了改进的粒子追踪、三维流线和体绘制三种可视化关键技术。最后通过河道洪水和台风两种不同尺度的流场进行了实验验证,结果表明该方法能够流畅地实现三维流场的精细动态可视化,对于水文气象灾害应急辅助决策具有重要的意义。     

冷涡背景下一次强对流过程的卫星水汽图像特征

将卫星水汽图像与高层动力场进行叠合分析,可为强对流天气监测预报提供有价值的信息。将卫星水汽图像和大气动力场相结合,对山东省一次冷涡背景下连续强对流过程的环境特征进行分析。结果表明,冷涡云系具有非对称结构特征;冷涡东南侧的暖湿对流与涡后动力干带入侵时爆发的暗区新生对流,这两个阶段的热、动力不稳定增长机制有所不同。与高位涡、急流相伴的水汽暗带是对流层上部的动力活跃区。当涡后具有高位涡特征的动力干带入侵时,高层动力活跃区叠加于低层暖湿平流区上空,促使对流爆发。卫星水汽图像体现了冷涡发展不同阶段高空动力强迫的差异。水汽图像上动力干带色调变暗,干湿边界锐化的特征,与高层位涡和高空急流增强有关。通过卫星水汽图像上连续时次的干湿对比,可以跟踪识别这些高层特征,进而判断高层动力特征的演变,为深厚湿对流环境条件的诊断提供依据。     

多模式热动力耦合诊断系统与暴雨预报

应用包含热动力耦合强迫的新型散度演化方程,研发了该方程的诊断计算方案和相应的软件系统,以多个数值预报模式产品为资料源,计算得到关于强降水激发、维持的热动力耦合诊断场,形成了一个多时效的诊断场序列,它包含了正压非平衡强迫和热动力耦合强迫对散度演化的作用,反映了暴雨激发和持续的数值特征,为探索暴雨激发维持机理和寻求暴雨预报指标提供了数据支持。多模式诊断场的综合分析是集合预报方法的一种实践,有利于提高预报准确率。我们对2009年的两次暴雨个例进行了诊断分析,结果表明：T213、T639模式的诊断场能够较为准确的预报出暴雨的开始和结束,有明显的预报指示意义。     

The characterization of socio-political instability, development and sustainability with Fisher information

In an effort to evaluate socio-political instability, we studied the relationship between dynamic order, socio-political upheavals and sustainability in nation states. Estimating the degree of dynamic order inherent in the socio-political regime of various countries throughout the world involved applying Fisher information theory to data from the Political Instability Task Force database. Fisher information is a key method in information theory and affords the ability to characterize the structure and dynamics of complex systems. The results of this work demonstrate that nation states bifurcate into two distinct regimes, which exhibit a negative correlation between dynamic order, as determined by Fisher information, and the prevalence of upheavals. Countries in the High Incidence of Upheavals regime with low dynamic order (i.e., low Fisher information) experienced sixteen times more upheavals than the countries in the Low Incidence of Upheavals regime with high dynamic order (i.e. high Fisher information). Most importantly, our analysis demonstrates that newly industrializing countries suffer from the most instability, which is manifested in low dynamic order thereby resulting in a high number of upheavals. These results suggest that developing countries endure a period of socio-political instability on their path to the developed world.     

用遗传算法重构副热带高压特征指数的非线性动力模型

用遗传算法从离散时间序列资料中反演重构了非线性动力模型。首先, 用Lorenz系统的时间积分数据进行模型重构试验,随后,对十年平均的副热带高压形态指数时间序列进行动力模型参数反演和仿真预报试验。结果表明,遗传算法具有的全局搜索和并行计算优势能够较为准确地描述和刻画副热带高压活动,能对副高活动进行较为准确的描述与建模,是诊断和预测副热带高压等复杂天气系统活动的一条有效途径。     

一次典型CINRAD/SA接收机动态范围异常分析与处理

从一次典型的CINRAD/SA雷达数字化接收机动态范围异常故障人手,分析了影响接收机动态范围和动态极限性能扩展的主要因素,重点对动态异常进行了翔实分析.通过分步、分模块的动态范围调整与故障排查等一系列过程,详细诊断了导致接收机动态范围异常的故障原因,并迅速、准确的定位了故障单元,为数字中频接收机故障维修提供方法与借鉴.