在EOF分解开拓的相空间中建立动力系统

用自正交函数分解的方法开拓相空间，在正交基下利用最小二乘法求解具有二次非线性项的状态溶化方程中的各项系数，从而建立起能反映有限区域天气气候系统演化特征的动力系统，并与用时间序列漂移拓展相空间的方法作了比较。     

基于EOF分解的中期平均气温距平客观预报方法

本文通过将500 hPa高度、850 hPa温度、海平面气压的预报与历史要素场进行EOF分解,并假定EOF分解空间函数(即特征向量)是基本稳定的,建立以EOF分解主分量系列的时间系数、预报站点附近基本要素值的时间序列与预报站点平均气温距平的多元线性逐步回归预报方程,结合ECMWF集合预报数值产品,生成全国范围未来10 d平均气温距平客观预报产品投入业务应用,并采用同号率方法检验。结果表明,客观预报产品在检验时段内,同号率平均值为0.77,明显高于ECMWF集合预报模式2 m温度直接计算得出的同类产品同号率0.63;该客观预报产品不仅在分布范围上,同时在距平幅度上预报效果均较好。此外,相关分析也证明同号率方法在检验中期时效气温距平预报中有其合理性。     

EOF分解与GA优化的热带太平洋海温场动力预报模型反演

基于NCEP/NCAR提供的1950-2000年月平均海温场资料,首先用EOF方法对海温场序列进行时、空分解,在考虑相邻时段位势场空间模态基本稳定的前提下,引入动力系统重构思想,以EOF分解的空间模态时间系数序列作为动力模型变最,用遗传算法全局搜索和并行计算优势,进行了模型参数的优化反演,建立了EOF分解时间系数的非线性预报模型。通过模型积分和EOF时、空重构,实现了海温场的中长期预报。试验结果表明,在1—6月时效预报上,模型预报海温场与实际海温场非常吻合;对于7 15月时效的预报,尽管模型预报的海温场与实际海温场存在一些出入,但基本构型大致相符,特别是对12月以上的海温场形态和范围仍然能较为准确地描述。所有时效的预报结果均能对1997年的El Nino事件特征有不同程度的描述。该研究方法为海温场以及El Nino/La Nina事件的预报提供了一种新的思路,文中提出的反演热带太平洋海温场与El Nino/LaNina的动力统计模型的研究思想和技术途径,在热带太平洋海温场的预测试验中(特别是中、长期预报)表现出良好的预报效果,为热带太平洋海温场及其异常的El Nino/La Nina事件的中、长期预报提供了有益的研究和参考方法。     

中国夏季降水异常EOF模态的时间稳定性分析

本文基于1980~2012年中国160个台站降水资料,利用滑动交叉检验等方法讨论了中国夏季降水距平和距平百分率EOF各模态的时间稳定性,在此基础上探讨了EOF方法在中国夏季降水短期气候预测中的应用条件和潜在能力。研究表明,随机剔除一年样本,中国夏季降水距平场前四个EOF模态表现出显著的稳定性。若时间系数完全预测准确,则潜在的可预测站点主要位于黄河以南地区,理想预测与原始降水的距平相关系数为0.6左右。相对而言,降水距平百分率各模态的时间稳定性易受极端降水事件的影响,当人为削弱这种影响后,随机剔除一年样本,其前三个模态的稳定性得到提高,潜在的可预测站点均匀分布,理想预测与原始降水的距平相关系数为0.48。但是,伴随着预报时效的增加,降水距平和距平百分率后三个EOF模态的时间稳定性下降,预示着EOF方法对未来两年以上降水的预测能力将会明显下降。     

EOF在广西春季降水分析中的应用

利用EOF方法对广西1961-2003年春季（2-4月）降水进行分析，得出广西降水一致性即旱或涝为春季主要降水类型与桂北-桂南和桂东南-桂西北反位相型。依此广西春季降水可分为桂东北、桂东南和桂西三个区。利用第一时间系数、67个站平均降水距平值和正负距平站数三种方法统计出广西春季历年的旱涝年，1961-2003年期间存在11a涝和14a旱。在降水异常年里桂东南降水变化最大，其次为桂东北，变化最小为桂西。     

EOF在广西春季降水分析中的应用

利用EOF方法对广西1961~2003年春季(2~4月)降水进行分析,得出广西降水一致性即旱或涝为春季主要降水类型与桂北-桂南和桂东南-桂西北反位相型。依此广西春季降水可分为桂东北、桂东南和桂西三个区。利用第一时间系数、67个站平均降水距平值和正负距平站数三种方法统计出广西春季历年的旱涝年,1961~2003年期间存在11a涝和14a旱。在降水异常年里桂东南降水变化最大,其次为桂东北,变化最小为桂西。     

相空间EOF方法及其在气候诊断中的应用

提出了相空间EOF新方法,由此研究了四川测站降水和温度和气候变化。结果表明：突变性是气候变化最重要的特征,周期性是第二位的;突变在气候变化的高层次上有显著反映,低层次对突变具有反馈作用,正（负）反馈作用突出（掩盖）气候变化的突变性;并且在气候诊断分析中,这是一种有特色的方法。     

近50a江淮梅雨的区域特征

利用江淮地区44个站1954-2003年50 a逐日降水资料,采用模糊聚类、经验正交函数分解(EOF)、谐波分析和小波分析等方法分析了江淮梅雨期梅雨量的时空变化特征.结果表明:江淮地区梅雨量的空间分布存在显著不同的区域差异,可以分为南、北两个区.梅雨量具有显著的年际和年代际变化特征,南区候平均雨量峰值出现在6月第5候,北区峰值出现在7月第1候,副高脊线的两次北跳分别与江淮梅雨的平均入梅日期(6月第4候)和平均出梅日期(7月第2候)密切有关;南区梅雨量长期变化呈显著的上升趋势,而北区变化不明显;南北两区梅雨量具有显著不同的年际和年代际方差构成.南北两区梅雨量均存在多时间尺度的振荡周期.副热带高压和季风环流的异常直接影响到江淮梅雨期梅雨量的丰枯.     

青藏高原及其邻近地区年平均气温的EOF分析方法应用

青藏高原及其临近地区包括云贵高原和四川盆地,海拔高差阶梯特征明显,地形差别大,其气候特征差异也较大,但是由于地域彼此相邻,同处我国西南,气候变化特征有相似也有差异,根据青藏高原及其临近地区1960到2000年132个站年平均气温资料,用EOF经验自然正交分解方法,分析青藏高原及其邻近地区年平均气温及其变化的时间空间分布特征.     

西北地区干旱预测的EOF模型

该文在经验正交函数（EOF）分析的基础上,设计了一种适合于西北地区干旱预测的EOF模型,利用均生函数法、多元回归法和典型相关法对EOF模型进行了有效的预测试验,结果表明这种模型对西北地区的干旱有一定的预报能力。     

青藏高原及其邻近地区年平均气温的EOF分析方法应用

青藏高原及其临近地区包括云贵高原和四川盆地．海拔高差阶梯特征明显，地形差别大．其气候特征差异也较大．但是由于地域彼此相邻．同处我国西南．气候变化特征有相似也有差异，根据青藏高原及其临近地区1960到2000年132个站年平均气温资料，用EOF经验自然正交分解方法．分析青藏高原及其邻近地区年平均气温及其变化的时间空间分布特征。     

多时次因子EOF迭代方法在降水预测中的初步应用

作者建立的多时次因子ＥＯＦ迭代预报方法，进行了四川盆地夏半年降水异常的短期气候预测试验和业务应用。结果表明，考虑前期着急海区多时次海温因子，预测四川盆地降水异常，效果令人鼓舞。这一步证明了这种容纳多时次资料，基于ＥＯＦ迭代的物理统计方法是一种具有强预报能力，实用有效的预报新途径。     

夏季东亚季风区500 hPa月环流异常及与我国降水关系的向量EOF分析

利用NCEP/NCAR1980～1997年夏季月平均风场及同时期我国160个测站月平均降水资料，讨论了运用向量经验正交展开(EOF)方法得到的流场月距平主要模态的时空变化特征。分析了主要模态与中国夏季降水(雨型)的相关分布，指出EOFl及EOF2模态与中国夏季降水最主要分布型式有很好的对应关系。用小波变换方法对主要模态的时间系数进行了分析，揭示了各模态的多时间尺度性质，发现3～6年周期振荡是主要的。     

我国盛夏500 hPa风场的EOF分析及其与大尺度气候异常的关系

本文利用NCEP/NCAR 1951-2004年盛夏(7-8月)平均风场资料,研究了与同期我国160个测站的温度和降水的关系。将东亚500 hPa风场,温度场,降水量场进行经验正交分解,得到它们的主要模态的时空变化特征。结果表明东亚风场EOF的主要模态与我国温度,降水量的EOF的主要模态对应,其第一EOF模态与盛夏温度,降水量的关系密切。研究还得到我国盛夏低温,雨涝的500 hPa大尺度风场的特征。最后指出,500 hPa风场异常对我国盛夏温度,降水量异常分布的解释方差明显比500 hPa位势高度场大。     

多时次EOF迭代方法在川渝伏旱预测中的应用

应用北太平洋海温资料,分析了川渝地区盛夏雨量与海温的联系,在关键海区海温与川渝伏旱气候非同步联系的基础上,建立了多时次每温ＥＯＦ迭代方法,进行了川渝地区盛夏伏旱的短期气候预测。实际应用表明：以前期多时次海温为预报因子,通过历史独立预报试验建立的多时次ＥＯＦ迭代伏旱预测模型,预见期长,准确率高,并可实现动预测,具有明显的预报技巧和应用价值。     

新疆春季温度场的整体特征

与传统的时间序列分析不同,本文着重讨论了EOF分解在诊断非线性动力学系统演变的长期行为、整体特征方面的最新应用情况。结合点相关分析方法、动态聚类、马尔柯夫转移概率等统计手段,揭示了新疆春季39个地面站温度场的整体特征。给出了客观地选取自然正交函数分解时特征向量个数的一种方法。实际资料与理论分析均表明:新疆春季温度场的空间结构,客观地存在着5种基本类型,即全疆暖、全疆冷、北疆暖、北疆冷、全疆正常。在此基础上计算了型与型转换的转移概率矩阵。     

一种基于EOF分析的迭代方法在业务预报中的应用

用传统的EOF分析迭代方法,利用国家气候中心CGCM模式夏季预报产品、前冬季的500 hPa高度场和SLP等实况资料,进行了2003～2005年我国夏季降水、温度预测的Downscaling试验对比.结果显示:该方法在解释温度预测时效果比降水预测的好,应用时截断阶数取2时的效果最好;另外,模式产品的平均Downscaling效果比前期冬季500 hPa高度场和SLP的Downscaling效果好,比这3年实际业务预报的平均效果高.     

多时次EOF迭代方法在川渝伏旱预测中的应用

应用北太平洋海温资料,分析了川渝地区盛夏雨量与海温的联系,在关键海区海温与川渝伏旱气候非同步联系的基础上,建立了多时次海温EOF迭代方法,进行了川渝地区盛夏伏旱的短期气候预测.实际应用表明:以前期多时次海温为预报因子,通过历史独立预报试验建立的多时次EOF迭代伏旱预测模型,预见期长,准确率高,并可实现滚动预测,具有明显的预报技巧和应用价值.     

多时次资料的EOF迭代在云南夏季气候预测中的应用

多时次资料的EOF迭代预测方法能较好地应用历史资料中的信息,并能将经验法则、观测事实和气候规律等引入到实际的短期气候预测过程中,特别是随着我们对影响短期气候变化的物理过程和因子认识的深入,这种预测方法将会得到更加有效地改进和实际应用。本文考虑4个区域月平均海表水温的多时次历史资料,基于EOF迭代方案,建立了云南夏季气候变化的一种多时次EOF迭代预测模型。在对云南分5个区域,每个区域16个气象观测站点的夏季降水和气温趋势的预测中,该模型对云南1995－1999年的夏季6－8月总雨量和平均气温趋势预测检验的最新业务标准评分平均分别达到79．6％和87．0％。该评分成绩表明,这种容纳多时次资料,基于EOF迭代的物理一统计预测方法是一种有效的短期气候预测途径。