最大墒谱估计法在大气湍流谱中的应用

功率谱估计这一课题的研究在数字信号分析和处理领域中一直受到重视．近几十年来人们提出了种种不同的谱估计方法．并较为深入地研究了它们各自的性能。目前被广为利用的谱估计方法可分为两大类：一类被称为古典法．又称非参数法．它就是周期图法和自相关法以及由这两种方法所派生出来的各种改进方法．其中周期图法又称直接法，而自相关法被称为间接法；第二类就是现代谱估计法．它又称为参数法或模型法。     

最大熵谱估计中的递推算法

谱分析是气象上常用的资料处理方法.目前较多使用的是将资料的自相关函数的富氏变换乘以窗函数从而得到功率谱估计.这虽然常常可以获得谱的相容性估计,但它是一种非参数化的估计方法,不便于用来作分析和推导;对隐含在随机序列中的谐波分量     

逐步回归自相关分析

作者从时间序列的自相关分析出发，提出了一种适于回归统计分析的生成预报因子的简单方法，建立起自相关预报模型。实例计算表明，此方法不仅预报精度较高，而且在对周期性相关因子的选择上具有等同的统计、检验前提，避免了一般方法因周期长度不同而带来统计，检验差异的影响。因而得到的回归因子较客观，真实。另外，还具有一定的分析时间序列隐含周期的能力。     

周期图分析在月预报中的应用

天气变化尽管错综复杂,但是,它们仍然存在一定的周期性。找到了周期变化的规律,就可以根据周期演变的特点,加以外延,作出预报。 找周期的方法很多,其中周期图分析就是一个比较实用的方法。 数学证明,实际上的复杂曲线,都可以分解为许多具有不同特征的正弦(或余弦)曲线。正弦(或余弦)波又称谐波,是周期的函数。把研究的曲线分解成若干谐波。用三角函数表达出来,称为周期图分析。(见图一)     

多层递阶预报模型的一种改进方案

本文针对气象要素与其过去的数据自相关程度一般都较差,而与其自身的显著周期分量却存在较高的线性相关关系的特点,提出了一种改进的多层递阶预报模型。它将多层递阶方法与逐步回归双重分析相结合,用显著周期分量取代经典多层递阶预报模型中的自回归部分,使之能更好地反映气象要素自身的历史演变规律,从而稳定其预报效果。     

带有周期分量的多层递阶方法及其应用

多层递阶方法是运用现代控制理论中的系统辩识方法而提出的一种新的数学预测模型,由于它充分考虑了动态系统的时变性质,采用了时变参数预报模型,故对时变系统有较强的适应能力。从目前所做的工作来看,天气预报中的多层递阶方法大多采用了仅有预报因子的线性单输出系统模型,其主要原因在于气象要素的自相关程度往往比较低,使得仅有预报因子的线性单输出模型反而要比含有自回归部分的一般线性单输出模型预报精度高。但     

贴近度在农业气象预报中的应用

近年来，模糊数学方法在国内农业气象中的应用日益广泛，已经应用的方法有模糊聚类、模糊综合评判、模糊相似分析、模糊决策等多种。模糊数学方法中的模型识别也是农业气象预报中最常用的一种预报方法。模型识别有模型识别的直接方法和间接方法两种。下面仅介绍模型识别的间接方法——贴近度的应用。     

具有时变参数的门限自回归模型及其在气候预报中的应用

将时变参数模型引入门限自回归模型中，提出具有时变参数的门限自回归模型，并对昆明，蒙自，河口等地区３月温度序列进行预报，结果表明：这种模型比门限自回归模型的预报准确度有明显提高，这是因为用这种模型进行预报时，可以随时更新预报模式。     

应用谱逼近方法模拟2008年初南方持续性降水过程及其水汽通道周期特征分析

本文利用谱逼近方法,对2008年初发生在我国南方的大范围持续性降水过程进行了对比试验,结果发现使用谱逼近方法的试验模拟所得的雨带空间分布和降水强度明显优于没有使用谱逼近方法的试验。对于低层受槽线、风切变线等频繁影响的区域,使用谱逼近方法的试验得到的经向风场具有2~4天的显著周期特征,与实况较为一致,即该方法能够提高模式对经向风场的模拟能力。综合分析水汽输送通道、模拟区域位置以及水汽通道超前高相关区的周期特征可知:谱逼近方法可能把中南半岛东部区域这一超前高相关区的经向水汽输送信息引入模式,从而改善了模式对降水区水汽收支周期的模拟能力,这可能是该方法能够改善降水模拟的重要原因之一。另外,对于谱逼近方法没有直接作用的模式变量,经过模式内部各变量之间的相互调整,其在谱逼近试验中的统计结果也有不同程度的提高。本文研究结果表明,谱逼近试验通过引入外源性的周期特征因素项,调整了模式与大尺度驱动场之间的协调关系,进而能够提高两周内模式模拟水平。此方法可能会在模式数值预报中具有一定的实际使用价值。     

自动气象站的动态试验及其测量准确度

计算了自动气象站动态对比试验结果的相关系数和差值误差区间，从而论证了对比试验的可信度。提出了计算自动气象站测量结果的标准差、合格率、准确度的方法。并用隐含周期分析与自相关模型得出了自动气象站的某些测量结果优于人工观测结果的结论。     

多层递阶周期分析

针对经典多层递阶预报方法的某些不足,提出了一种改进的多层递阶预报模型——多层递阶周期分析。它使用时间序列的显著周期分量取代原模型中的自回归部分,使其更合理地反映气象要素自身的演变规律,有效地提高了预报精度。     

临近预报系统简介

一、引言 临近预报(Nowcasting)又称现时预报或短时预报,是指在局地天气预报中及时地应用当时的气象资料而作的加强观测和预报。按照世界气象组织的规定,0—12小时周期的预报称为超短期预报,而其中0—2小对周期的预报为其特例,称为Nowcasting。它包括对当时天气的详细描述和2小时以内的外推预报。但是,我们在这篇文章中所涉及的范围,将包括提前12小时的超短期预报,即既包括线性外推方法,也包括考虑天气系统的发展和衰     

人为源气溶胶的间接气候效应研究综述

气溶胶可以多种途径改变云特征来影响气候。作为凝结核,气溶胶可以增加暖云的云滴数和寿命,间接影响辐射和降水,即为气溶胶的第一间接效应和第二间接效应。观测(包括地面和卫星)和数值模拟是研究间接效应最主要的两种手段,目前这两种方法大多同时采用。本文介绍了气溶胶间接效应的原理及研究方法,并回顾国内一些研究和成果。      

黑碳气溶胶气候效应的研究进展

 黑碳气溶胶能吸收从可见光到红外波段的太阳辐射,已经被部分研究认为是造成全球变暖的一个潜在因子。黑碳气溶胶既可以通过直接气候效应改变地-气系统的辐射平衡,又可以作为云凝结核或冰核改变云的微物理特性,间接影响区域或全球气候。对黑碳气溶胶的辐射强迫及其气候效应的研究现状进行总结和分析后,指出了目前黑碳气溶胶气候效应研究中存在的不确定性,并对未来的相关研究提出了一些建议。     

不连续参数诊断系统变化方法在夏季降水预报中的应用

目前，天气预报业务中使用的主要是天气学方法及数值预报方法，这些方法都是建立在大气是连续流体这一理论基础上的。欧阳首承提出了运动流体的不连续理论：运动流体可随时间演化为不连续，运动形式可通过“溃变”向相反的形式转变，这种运动形式的转变也就是天气系统的转变，是天气预报的核心。基于这一思想，欧阳首承设计了体现信息不连续特征的参数，进行天气系统的直接诊断。1995年汛期我们引进了该方法，对影响辽宁省汛期降水的西太平洋副热带高压以及其他天气系统作了诊断分析。     

116 a长江中下游梅雨的气候特征

用EOF分解、聚类分析和相关分析法，对116a长江中下游5站逐年梅雨资料进行了检验。结果表明，用这5站的梅雨参数确实可以代表长江中下游梅雨的典型特征。根据梅雨量与候雨量的相关程度，分析了116a梅雨量集中的时段，对不同的梅雨参数用Morlet小波法分析了周期，找出了年际及年代际变化规律和趋势变化特征，并用滑动t检验法检验了是否发生突变。     

基于GIS系统和最大熵谱原理的降水周期分析方法

降水预测分析中经常遇到确定降水周期的问题。文章介绍了将具有分辨率高等特点的最大熵谱原理(MEM)应用在降水周期分析中的方法，并将其做成程序模型镶嵌于GIS二次开发系统中。通过两者的结合从而实现模型的连接和分析的结果与地理空间数据的综合。周期分析过程只需在系统界面中选取某一降水测站，GIS系统便可以应用MEM模型计算出该测站所辖地区的降水周期规律。     

近50年中国华南雨涝变化特征分析

对流层大气环流和气象气候要素具有明显的准两年周期振荡,被称为Tropospheric (Quasi-)Biennial Oscillation(TBO)。综述了各种TBO现象及其机理研究。目前发现对流层中温度、气压、风场、降水以及季风、副高等系统都存在TBO变化;其机理研究表明,热带海洋(主要是印度洋和太平洋)和平流层QBO在TBO的形成中起着重要的作用。此外,欧亚雪盖和太阳活动的11年周期可能也会影响TBO。     

层状云云滴尺度谱分布及其谱参数计算

本文对飞机实测的层状云云滴尺度谱用不同谱分布公式进行拟合试验表明:用伽玛分布n(D)=ADαe-λD拟合实测云滴谱较好。并提出用实测云滴谱特征直径比值求取谱分布参数α的方法，求出α后，按lnn(D) –αlnD=lnA–λD线性回归，求出其它谱参数A、λ。此法比矩法更简便、精确。     

地形湍流拖曳力参数化及在GRAPES中的应用

分辨率的限制使得不能被模式识别的地形称为次网格尺度地形,次网格尺度地形在热力和动力方面对实际大气有着不可忽略的作用,其效应只能通过参数化的形式回馈给模式。分辨率的提高使得与较小尺度地形相联系的地形湍流拖曳力凸显其重要性。数值模式中地形湍流拖曳力的参数化对完善模式物理过程和改善模式近地层预报效果具有积极意义,其方法包括有效粗糙度法和直接参数化法,而GRAPES模式中并未以任何方法考虑次网格尺度地形的影响。该文通过单柱模式比较了有效粗糙度法和直接参数化法的优劣, 发现后者在有些方面优于前者。最后,将应用于实际的一个直接参数化方案接入GRAPES中尺度模式中,进行个例模拟,并与NCEP再分析资料进行对比,结果表明:考虑地形湍流拖曳力方案对模式预报具有改进作用,尤其对局地低层风场具有积极影响。