利用奇异值分解方法预测东北地区夏季气温

利用1961-2002年东北地区80个测站的夏季气温和冬季北太平洋海温场资料,采用奇异值分解技术,探讨了前冬北太平洋海温与东北地区夏季气温之间的关系。结果表明,前冬北太平洋海温场与东北地区夏季气温之间存在着较好的相关关系,并基于SVD(Singular Value Decomposition)分析的结果,建立了用前冬北太平洋海温场预测东北地区夏季气温定量空间分布的方法。从近几年的试报效果看,此方法具有一定的预测能力和较好的稳定性。最后,采用此方法和2002年冬季北太平洋海温场实况资料对2003年东北地区夏季气温做出了预测。     

奇异值分解和奇异交叉谱分析方法在华北夏季降水诊断中的应用

利用1965~2000年华北5省市及相邻省73个地面观测站逐月平均降水场及北半球500 hPa高度场、北太平洋海温场资料, 采用奇异值分解 (SVD)、奇异交叉谱 (SCSA) 分析方法, 将华北夏季降水场分别与1月北半球500 hPa高度场、冬季北太平洋海温场进行了诊断分析, 得出奇异向量分布型及相互作用的耦合周期信号。在对前4对奇异向量的分析中发现, 华北夏季降水全区域为正距平时与1月北半球500 hPa高度场PNA遥相关型关系非常密切。ENSO对华北夏季降水的影响确实存在, 但华北夏季降水全区域为正距平时与冬季北太平洋ENSO关系并不明显。同时还找出了华北降水与北半球500 hPa高度、北太平洋海温场相互作用的关键区。在华北各型降水与高度场、海温场关键区相互作用的耦合周期中, 前者以准2~7年振荡为主; 后者则周期较长, 最短周期仍为准2年振荡, 最长周期为准10~11年振荡。以上结论为进一步研究华北夏季降水短期气候预测方法, 提供了参考依据。     

利用奇异值分解法对河南降水与E1Nino区域海温遥相关的分析

本文利用奇异值分解方法对河南省降水与热带太平洋E1Nino区域的海温的时滞遥相关进行分析，分析结果表明：6月河南降水距平与各个E1Nino区前一年7-12月及当年1-2月海温距平有显著负相关；7月河南降水距平与各E1Nino区前一年7-12月及当年1-2月海温距平有显著正相关，10月份降水距平与Ninol 2和Nino4区海温距平有正相关，4月河南降水与前一年1月E1Nino4区显著负相关。     

春夏500hPa高度与四川盆地气温的奇异值分解

应用奇异值分解（SVD）方法分析了春夏青藏高原，四川盆地到我国东部500hPa市场场与四川盆地气温场的关系。结果表明，春夏500hPa高度场与四川盆地气温关系密切，其第一模态代表了两场最主要的耦合特征；四川盆地气温的冷暖异常与高度场的高低异常呈同位相变化；当500hPa高度升高（降低）时，四川盆地气温升高（降低）；近半个世纪以来，青藏高原及其东部地区500hPa高度呈下降趋势，而四川盆地气温呈变冷趋势。这一结果表明大气环境的异常演变也是造成四川盆地春夏气候变冷的重要原因。     

春夏500hPa高度与四川盆地气温的奇异值分解

应用奇异值分解(SVD)方法分析了春夏青藏高原，四川盆地到我国东部500hPa高度场与四川盆地气温场的关系。结果表明，春夏500hPa高度场与四川盆地气温场关系密切，其第一模态代表了两场最主要的耦合特征；四川盆地气温场的冷暖异常与高度场的高低异常呈同位相变化；当500hPa高度升高(降低)时，四川盆地气温升高(降低)；近半个世纪以来，青藏高原及其东部地区500hPa高度呈下降趋势，而四川盆地气温呈变冷趋势。这一结果表明大气环流的异常演变也是造成四川盆地春夏气候变冷的重要原因。     

奇异值分解方法在季降水预测中的应用

用奇异值分解方法对冬季北太平洋海表温度与广东省４－６月降水量之间的关系进行了计算，得出奇异向量分布型。对前６对奇异向量进行了分析，并用历史资料进行了反查检验，用１９９４年和１９９５年的海温型进行了广东的降水趋势预测     

奇异值分解方法对降水的预测试验

SVD方法由于可以用来研究两个气象场的相互作用，本文将其与多元回归方法结合作短期气候预测试验，并用它对云南5月雨量与海温进行分解，客观地反映出海洋和大气的耦合关系，所选高相关区的预报因子物理意义清晰，并与多元回归模型进行了预测效果比较，从所作的6年预报试验和2年独立预报检验结果来看，效果较好，值得进一步研究应用。     

春季川渝地区气温与500 hPa高度场的奇异值分解

应用奇异值分解(SVD)技术研究了北半球500hPa高度场与春季川渝地区气温场的关系。结果表明前期10月和同期春季500hPa高度场与川渝地区气温场具有密切的同步及非同步时空相关,其第一模态代表了两场间的主要耦合特征;当前期10月(150°～180°E,60°～70°N)范围500hPa高度场降低(升高),同期春季青藏高原、川渝地区到我国东部500hPa高度场升高(降低),相应川渝地区春季气温升高(降低);大气环流的异常演变,通过影响区域天气气候,是造成川渝地区春季冷暖异常及气候变冷的重要原因之一;而前期10月500hPa高度场变化可作为川渝地区春季气温变化的一种预测信号。     

改进的奇异值分解方法及其效果验证

改进的奇异值分解(advanced singular value decomposition,ASVD)方法,是对经过空间均匀化订正的格、站点网资料的奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法.根据奇异向量与经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)的关系,给出了格、站点网资料SVD方法中均匀化订正的方法,进而得到了改进的奇异值分解(ASVD)方法.将ASVD方法、SVD方法用于中国60a(1951-2010年)160站冬季气温、降水同期相关系数矩阵C的分析,结果表明:ASVD方法的前4个主要模态的模方拟合率和累积模方拟合率均明显高于SVD方法;ASVD方法前两个奇异向量典型场图上高绝对值区与C模方图上高值区的关系明显较SVD方法合理.由此论证了SVD方法中资料均匀化订正的必要性,验证了实际分析中ASVD方法的效果.     

全球地表(海表)前期温度与中国及华中地区夏季降水的关联

用SVD方法分析了1月全球地表(海表)温度与中国及华中区域夏季降水场的关系,分析结果表明:1月热带地区地表(海表)温度与夏季长江中游降水关系最好,呈正相关。与新疆西北部、青海东北部、长江上游有弱的正相关,与山东大部分地区、浙江沿海地区有弱的负相关。前期热带海洋海表温度偏高,可能预示长江中游夏季降水偏多,反之亦然。由于分析的范围为全球的陆面和海面,因而其关联范围较已有成果有很大的扩展,不仅仅为热带西太平洋、印度洋和南海,而是整个热带地区,包括热带的海洋和陆地。预报信号也提前了4个月,可为预测长江中游夏季降水提供更长时效的参考和依据。     

南海到西太平洋地区水汽输送和山东夏季降水量奇异值分解分析

利用奇异值分解(SVD)方法和山东省26个代表站1951～2000年6～8月降水量、NCEP／NCAR再分析1958～1998年1～12月925～300hPa5层月平均比湿和风场资料,分析了山东夏季降水与前期(冬季、春季)及同期(夏季)南海到西太平洋地区水汽输送之间相关场的分布型,从中找出了遥相关的“关键区”,并对找到的“关键区”的可靠性进行了验证。研究表明,山东夏季降水与前期(冬季、春季)和同期(夏季)南海到西太平洋地区水汽输送相关较好,春季的相关程度最高,冬季次之,夏季最小。     

华北5月降水年际变化特征及其成因

本文采用华北5月降水资料,NCEP资料以及COADS海温资料,借助相关分析、合成分析等方法研究了华北5月降水的总体分布特征,并从总体上探讨了其与海温、大气环流年际变化的关系及其影响机制。结果表明:华北5月降水存在年际变化特征,降水量偏少年份多于偏多的年份,降水偏少年降水量与平均值相差较小,而降水偏多年降水量与平均值相差较大;华北5月降水与(25~50°N,110~145°E)一带大气环流(200 hPa)的年际变化及前期低纬大气环流的年际变化均有显著的正相关关系;中纬度西传Rossby波列与低纬赤道印度洋海温的变化是引起华北5月降水年际变化的重要原因。     

CORRELATION BETWEEN PEAK INTENSITY OF EXTREME AFTERNOON SHORT-DURATION RAINFALL AND HUMIDITY AND SURFACE AIR TEMPERATURE IN SOUTHEAST COAST OF CHINA

Using hourly rainfall intensity, daily surface air temperature, humidity and low-level dew point depressions at 55 stations in the southeast coast of China, and sea surface temperature from reanalysis in the coastal region, this paper analyzes the connection between peak intensity of extreme afternoon short-duration rainfall (EASR) and humidity as well as surface air temperature. The dependency of extreme peak intensity of EASR on temperature has a significant transition. When daily highest surface temperature is below (above) 29°C, the peak rainfall intensity shows an ascending (descending) tendency with rising temperature. Having investigated the role of moisture condition in the variation of EASR and temperature, this paper discovered that the decrease of peak rainfall intensity with temperature rising is connected with the variation of relative humidity. At higher temperatures, the land surface relative humidity decreases dramatically as temperature further increases. During this process, the sea surface temperature maintains basically unchanged, resulting in indistinct variations of water vapor content at seas. As water vapor over land is mainly contributed by the quantitative moisture transport from adjacent seas, the decline of relative humidity over land will be consequently caused by the further rise of surface air temperature.     

冬季北大西洋地区海表温度与500百帕高度的奇异值分解

本文介绍奇异值分解方法的原理及其在分析两个要素场之间线性关系中的应用。并用其对冬季北大西洋地区海表温度与500百帕高度标准化距平进行分析。结果表明,冬季北大西洋地区海表温度主要分布型与该地区的大气遥相关型密切相关。理论分析和实际计算结果都表明,奇异值分解方法在分析两个要素场之间的线性关系是很有效的。     

春季格陵兰海冰与夏季中国气温和降水的关系

采有英国Hadley中心的GISST海冰面积资料，NCFP／NCAR再分析资料以及中国160站气温和降水资料，分析了春季格陵兰海冰面积与夏季中国区域气温和降水的关系。初步研究表明，春季格陵兰海冰面积变化和随后夏季我国黄河长江中下游之间地区气温以及8月份华北和西南地区降水呈明显正相关，而和6月黄河中上游地区降水则具有明显的负相关。同时，春季格陵兰海冰异常时期对应着北半球大气环流的明显主为化，表明海冰与我国气温及降水之间的联系具有一定的环流背景。     

我国夏半年降水距平与北太平洋海温异常的奇异值分解法分析

利用奇异值分解法分析了我国夏半年各月降水距平与北太平洋海温异常的相互关系，指出：（１）平均意义上，秋冬季海温与我国春末至盛夏各月降水存在显著相互关系；（２）秋冬季赤道东太平洋海温对次年４－５月江南东部和７月高原东侧，黄河中下游地区的降水有显著的影响；（３）盛夏至冬季的赤道中东太平洋海温与前一年６月黄淮地区及７月长江流域降水关系密切。     

我国东南沿海午后短时降水极端峰值强度与湿度和地表气温的关联

利用中国东南沿海地区55个站点的逐时降水、日平均地面温湿场、低空气温露点差及OISST海表温度资料,对午后短时降水的极端峰值强度与湿度和地表气温的关联进行分析。结果表明,东南沿海地区午后短时降水极端峰值强度随气温的变化趋势存在明显变化,日最高气温低于29℃时,峰值强度随气温升高而上升;日最高气温高于29℃时,峰值强度随气温升高而下降。分析水汽条件作用发现,峰值强度在高温条件下随气温的升高而下降的现象与相对湿度变化有关,日最高气温较高时,相对湿度随气温的升高而大幅减小。初步分析可知,当陆地达到较高温度并进一步增温时,附近海域海表温度变化不大,使得洋面水汽含量增加较少。在陆地水汽主要来自于海洋的情况下,伴随陆地的进一步升温,地表相对湿度将减小。