经验正交函数展开气象场收敛性的研究

本文从理论上证明,一个气象场的总方差可分解为代表气象场基本特征的信号场方差和代表随机干扰的随机场方差两部分。研究表明,若给定气象场总方差,则当噪声场方差强时,信号场方差必较弱,反之亦然。在此基础上,论证了经验正交函数(记为EOF₃)收敛速度的影响因素,指出EOF₃用于气象场时,其收敛于原始场的速度取决于场的联合熵及场内各站点的个别熵敛两方面因素,并以前者为主。在标准化情况下,上述因素等价于气象场本身的相关结构和场内空间分布变动程度对收敛速度的影响。文中提出对任一气象场资料应用EOF₃方法时,预估其收敛速度的几种经验性判据。分析表明,这些判据的应用效果很好。      

气象场经验正交函数不同展开方案收敛性问题的探讨

本文从理论上证明EOFs(经验正交函数)用于气象场时,三种不同计算方案特征值的相互关系.指出利用原始场积和矩阵展开的特征值λ_j等于用协方差阵展开的特征值λ_j~*加上平均场方差引起的特征值λ_j.进而论证了收敛速度差舁的原因.最后又以实例表明,不同展开方案的典型场意义及其与时间权重系数的对应关系.     

经验正交函数在两个气象场相关分析中的应用

五十年代以来,经验正交函数的应用愈来愈广泛.气象方面,大多用于气象场的定量描述.许多人用特征向量表示个别气象场的特征,也有人用组合特征向量表示多个气象场的特征,这种方法可以大大减少信息量,给天气气候的分析和预报带来方便.     

经验正交函数展开精度的稳定性研究

在文献[1]中,我们已从理论和数值模拟两个方面研究了用经验正交函数作基函数缩减气候数值模式自由度的可行性与有效性。用理论模型作数值试验的结果是令人满意的,应用于实际气候数值模拟,一个还需考虑的关键问题是大气外强迫等各种因子变化允许的范围内,对实际资料作EOF展开的稳定性问题。本文分别用1951—1984年500 hPa月平均高度距平场资料,1966—1975年500 hPa候平均高度距平场资料,1965—1978年夏季500 hPa逐日高度距平场资料作EOF展开,并提出了经验正交函数展开精度稳定性的判断方法,旨在证明实际资料EOF展开在大气外强迫等各种因子变化的允许范围内是稳定的,以便为我们用实际资料的经验正交函数作基函数建立一个合理的简化动力模型提供坚实的资料基础。     

关于车贝雪夫多项式和自然正交函数作气象场展开的收敛性、稳定性问题

车贝雪夫(Чебыщев)多项式和自然正交函数都是气象上常用的正交函数。后者从气象场本身的协方差矩阵引出正交函数,能有效地浓缩气象场信息,且可用不规则格点资料。以往国内外对车贝雪夫多项式的应用都只限于等距格点,周家斌[1]将它推广到不规则格点上,从而扩大了它的用途。     

气象要素场正交函数展开做暴雨定点预报

本文对乐山市区域性暴雨要素场作正交函数展开，根据历次暴雨各典型场的不同权重系数分型选取预报因子，建立暴雨定点预报方法。该方法自１９９０年投入业务使用以来，提高预报准确率５％左右。     

有限区域气象场的谱展开

本文讨论了有限区域内气象场的谱展开方法。由于有限区域存在侧边界,其上的气象场量值并无周期性,因此,在有限区域内将气象场量按谱方法展开时,需要作特殊的处理。本文利用侧向边值的线性扣除法,将气象场作线性变换,使侧边界值为零值,将变换后的气象场量作谱展开,并推导出导数的求导公式。变换时利用FFT方法,最后用理想函数作了检验,结果表明,本方法具有较高的计算精度,可用于气象场的谱分析,滤波和物理量的诊断分析中。     

向量场的经验正交展开及其应用

本文提出了一种向量场经验正交展开的方法。我们对N×T个离散点上的向量所构成的一个N×T维矩阵,设法寻找一组称为经验正交函数的向量,使其中每一个分量都在均方意义下最接近矩阵的每一列。这组向量可以从特征方程确定。对于有N列元素的矩阵(注意每一个元素都是一个向量),有不少于N个经验正交函数分量。用这些分量所作向量场的正交展开级数收敛很快。给出的展开实际例子说明:向量场经验正交展开,可以比一般标量场经验正交展开,取得更好的效果。     

气象向量场的自然正交展开方法及其应用

本文证明了一个包含n个空间点的风场的时间序列的自然正交展开,可以通过形式上包含2n个空间点的标量场的时间序列的自然正交展开来实现。据此,给出了求取风场的特征向量的方法。于是展开热带候平均风场的一个时间序列,求得了具有明显天气学意义的特征向量,其主要特征向量的时间系数的演变与此期间亚洲低纬主要环流系统的季节变化间存在良好的关系;由各层前两个特征向量给出的散度和垂直运动的空间分布及这种分布随时间的演变,形象地给出了季风降水的基本成因。     

养鸡的几个农业气象问题

本文通过调查,系统地分析了城乡养鸡中存在的农业气象问题,及其有利和不利的农业气象指标,并提出了相应的对策。     

再生稻栽培的几个气象问题

再生稻是在早、中稻收割后,利用当地气候资源及稻茬上休眠芽的再生,经过科学的培育,使其抽穗成熟的一种水稻栽培法。 再生稻生育期短,能有效地避过秋旱和寒露风的危害,并具有省工、省肥、省种的特点,不需要播种、耙田、插秧,投资少,收益大,管理技术简单易行,深受农民群众的欢迎。     

梅雨天气形势的经验正交函数分析

众所周知,梅雨天气形势与副热带高压位置和强度的季节性变动关系密切。本文应用经验正交函数展开形势场的方法分析1982年6—7月副热带高压的变动和晚梅天气形势的特点。结合卫星云图等分析,对江淮两次梅雨期的暴雨成因作了探讨。     

自然正交函数展开在倒春寒天气预报中的应用

一、引言 近年来,常用自然正交分解方法,根据气象要素场的主要特征,确定正交函数并展开,以此作气候分析和中长期预报。每年3月,(桂北有时延至4月上旬)若迂冷空气入侵,全度气温下降而且变化幅度较大,常造成连续三天以上的低温阴雨天气,对春播危害极大。为了深入分析此期间全区气温场的气候变化情况,我们试验利用3月中旬的温度作样本资料组成矩阵,进行自然正交分解,求出特征值和其对应的特征向量、时间系数,以便于天气分析和预报应用。     

规划综合气象电信网的几个问题

气象电信网是传输气象业务中所需信息及情报的手段,其网结构布局、信道种类选择及所采用的传输有效技术、传输可靠技术等都与气象业务密切相关。在研究、规划综合气象电信网时,必须首先研究气象业务结构的特点与要求,才能动手规划和建立综合电信网。本文只从气象业务对通信的需求方面来探讨一些有关问题。一、气象电信网的几个发展阶段随着电子、电信技术的迅速发展,近几十年来,气象电信网的结构、所用技术等方     

地面气象测报的几个技术问题

就自己在地面气象测报工作中遇到的问题,谈一点看法。1 大风航危报的观测及编报问题大风危险报的起报标准是瞬间风速大于或等于20m/s,观测编发其危险报很简单。     

关于气象能见度几个问题的思考

在气象工作中观测能见度的根本目的是为了鉴定大气透明度,即气象能见度剔除了光学能见度的其他制约条件,只受大气透明度一个因子的影响。现行《地面气象观测规范》(以下简称《规范》)及其他气象书籍中关于气象能见度的定义意义基本相同。这些定义的核心是:能见度是视力正常的人在当时天气条件下能够看到或辩认目标物的最大距离。尽管《规范》和某     

气象继续教育培训几个问题的思考

分析了气象继续教育培训的需求,对进一步做好继续教育培训的途径、内容、考核机制、培训成本和培训效果评估方法等进行了探讨。认为要通过多种途径,采取多种形式,有计划、分批次地组织继续教育培训;继续教育培训内容要与事业发展需求相一致,学以致用;要根据气象事业发展的需要,有计划地建立1支兼职教师队伍;要通过有效的考核督促机制引导职工自觉学习,变“要我学”为“我要学”;要科学地核算成本,减轻受训人员和有关单位的负担;要用好4级评估检验办法,努力提高培训效果。     

气象场相关结构对EOFs展开稳定性的影响

本文从矩阵扰动理论出发,提出利用矩阵的范数(norm)作为度量气象场随机扰动的稳定性指标,并由此间接推估EOFs展开的稳定性。经理论论证、数值试验和实例计算表明,气象场的相关性越好,达到稳定相关结构所需样本越小,由此得到的EOFs稳定性也越好,反之则不然。上述规律又直接受样本大小n和站点数目p的影响。对于不同的气象场来说,达到稳定EOFs的样本临界值不同,必须警惕EOFs展开有可能不是稳定的。