非定长相关时间序列集内平均序列的摆动异常及其解释

文中对多个时间序列的平均序列中常常出现的异常摆动问题进行了探讨。结果表明,给定时间序列集中序列个数的多少会造成其所组成的平均序列的方差的变化,即序列个数越多,平均序列方差越小的可能性就越大,由此定义了方差增长率α。当给定方差增长率限定值α_0并使其满足α≤α_0时,可以得到最小序列个数m_0,且α_0越大或序列间平均相关系数越大,所需要的时间序列数越少。这一结果可应用于气候变化研究中有关平均时间序列建立的研究中,亦可运用到其他相关研究领域。     

甘肃省近百年冷暖变化初步分析

利用我省建站较早、周围环境变化较小的20个气象站的温度资料与有百年观测记录的上海站的温度资料求取相关系数。当信度α=0.05时,我省与上海相关程度较好的有14个站,将这些站的温度序列从1990年延长到1891年,由此分析出我省近百年冷暖变化的趋势及与全国冷暖变化趋势的关系。     

列序分析在大气环境污染分析中的应用

提出了不同于计算相关系数的列序分析的方法,思路来源于变量序列间的几何形状接近程度,几何形状接近的序列,度量其靠近程度的指数应大,反之就小.将靠近程度大小按序排列,就得到变量序列间的联系程度的名次.从实用出发,针对不同性质的数据,提出了4种列序度计算方案.选取了计算加权平方距离的方案对大气污染及其有关的气象要素数据进行了实例计算.通过计算列序度并与相关系数对照,可以更可靠地来使用某个气象要素制作预报,另外,从数学上证明列序分析与绝对值关联度、欧氏距离间的关系,由此论证了列序分析的数学根基.数学推导和数值计算都证实了列序分析的可用性,尤其在量测为小样本的情况下更有使用价值.     

相关系数的分解及其在预报技术分析中的应用

把由A.H.Murphy提出的技术得分分解方法和一直用于人的判断研究方面的分解相关系数的技术结合起来就能估计出预报技术的几个组成分量.相关系数的分解要求知道预报员所用的信息或“线索”.当线索已知时,就可能对不确定性、预报员的连贯性和线索利用等作用作出估计.     

我国大陆大尺度气候观测网的理想密度和分布

以我国大陆2416个气象观测站点组成的站网为参考,以观测序列的相关性表示对气候变化信号的监测能力,分析不同地区单位经纬度网格内站点数对信号监测能力的影响,得到特定监测能力要求下所需的站点数,为大尺度气候观测站网的站点设置提供科学依据。对2.5°×2.5°网格来说,当要求子集站网气温序列与标准站网气温序列相关系数超过0.99和0.95时,所需的站点数分别为750和377;当要求子集站网降水量序列与标准站网降水量序列的相关系数超过0.95和0.90时,需要的站点数分别为670和417。对2.5°×3.5°和5.0°×5.0°经纬度网格的分析发现,对站点数量要求较高的区域大部分是地形过渡区,一般来说,降水量观测对站点密度的要求高于气温。     

热带气旋复杂程度的分形维数表征

应用2006-2010年69个热带气旋1 295个时次的红外云图等资料,提取了1 295个TC的外缘线,用圆规法计算了这些外缘线的分形维数。将这1 295个分形维数自小到大排列,按等频数规则,将1 295个数分为5类,分别记为A、B、C、D、E类。A、B、C、D、E类分形维数的均值分别为1.21、1.26、1.29、1.33、1.40。然后寻找与这5个均值最接近的样本。这5个样本的红外云图和TBB等值线分布图显示:随着分形维数的加大,边缘线的非光滑程度逐渐加大,图形与准圆形的偏离程度逐渐加大,TC空间结构的复杂程度也逐渐加大。说明外缘线的分形维数可以在一定程度上定量表征TC的复杂程度。     

副热带高压及其影响因子的非平稳性检验与协整分析

为分析理解副高活动与其影响因子的关系,引入计量经济学非平稳性检验的思想和方法,对副高脊线、江淮梅雨活动、青藏高压活动及印度季风活动等特征指数序列进行了单位根检验与协整分析。单位根检验的结果表明,副高脊线指数及其3个影响因子均无单位根,具有非平稳性,且都为一阶单整;协整分析结果表明,副高脊线指数与该三个影响因子之间存在协整关系。分析结果有助于深化对气象要素时间序列非平稳性的认识,进而为构建副高特征指数和影响因子之间的内在关联模型提供依据。     

地面多点雹样切片和雷达回波的配合分析

1982年7月13日一飑线回波带的一个单体,下落了小冰雹,地面三个取样点在21时48分(北京时)同时收集到了小冰雹样品。取样时刻的PPI和RHI雷达回波见图1。该图中标记A、B、C分别表示三个取样点的位置,总共取到的雹粒数见表1。由表可见,冰雹外形以锥形居多数(C点除外)。由切片得知,粒径和雹胚大小以B点的最大,A点最小,三个点的雹胚回波单体的右侧(A点)占45％,至回波左侧(C点)时增大为89％。     

多因子耦合预报全年台风个数

多因子耦合预报全年台风个数赵学华（海南省琼海市气象局５４５８００）通常人们以预报年台风个数，一般都采用单因子或者是多因子点聚，要不就是时间序列等，这些方法往往不考虑几个因子之间的相互作用，仅仅考虑因子与预报量之间的相关，这就有可能使我们在考虑问题时忽...     

城市化对近地层风速概率分布及参数的影响

通过地面风速Weibull概率分布参数的阶段变化来描述城市化对地面风速的影响,并通过理论分析得出城市化进程导致其尺度参数c缩小,位置参数r增大的趋势效应的结论。将北京等8个城市1982—2005年地面天气资料定时数据按时间划分为前、后两个时段,分别拟合分布曲线的参数,对比前、后两个时段的拟合结果,验证了理论分析所得结论,即随城市的发展,各城市风参数c不同程度地缩小,r不同程度地增大,同时概率密度曲线的峰值均增大;不同城市的风速概率密度函数曲线变化特征有所不同,根据前、后时段概率密度曲线变化的特征,8个城市风速概率分布变化大致可分为A、B两种类型,两者的主要差异是A型变化特征为在曲线两端(大风和静风)的概率都减少,曲线分布更加集中;B型则是大风概率减少而静风的概率则增大,曲线向左移动;A型变化城市的r参数平均增大46.3%,明显大于B型城市的15.7%。初步资料分析还表明,风参数c和r变化幅度与城市化扩张速度有关。     

柑桔品质的形成与气象条件

本课题用3年时间从两个基本点和由18个县构成的面上取得气象观测和柑桔样品分析资料,从时间和空间两个序列上较系统地探讨了气象条件和柑桔品质形成的关系。在点上,按时间序列研究了气象因子与柑桔品质变化的动态关系,表明糖,酸的变化与光、温关系密切(与温度的关系最为密切);在面上,按空间序列研究了不同纬度、海拔、地貌以及不同地形方位气象条件对温柑品质形成的影响,其结果与点上基本相同,但由逐步回归分析所取得的R值显著水平有差异。通过曲线函数模拟,找出品质形成过程中指数函数曲线与实际过程拟合较好。研究结果可为亚热带丘陵山地发展柑桔生产和气候资源合理开发利用提供科学根据。     

基于C-C方法的Lyapunov指数计算

识别混沌是对非线性时间序列进行分析，预测，控制的基础，克服已有文献用Lyapunov指数识别混沌时计算Lyapunov指数的不足，用C－C方法计算相空间重构的参数，然后利用混沌的遍历性及定义，提出计算最大Lyapunov指数的新方法，典型实例证明新算法的高效性与正确性。     

用前期大气环流指数预测新疆北部夏季降水的探讨

用1961-2007年新疆北部29站夏季(6-8月)降水资料,计算得到北疆夏季降水指数.以前期的月环流指数为因子,考虑相关系数的不稳定性,用滑动相关法初选因子,采用两级逐步回归的集合方案,尝试对北疆夏季降水指数进行预测.总样本数为47时,北疆夏季降水指数的拟合(预测)序列与原始序列之间的相关系数为0.7248.另外建立了10种不同总样本数的预测模型.经综合分析比较,以最终的统计集合预测效果最好,预测2008年北疆夏季降水将偏少,降水指数为106.9.结果表明:(1)滑动相关-逐步回归-集合预测方法以及在此基础上建立的统计集合预测模型具有一定的预测能力;(2)相关分析与时间序列分析相结合的思路和方法,可在季节、月等不同时间尺度的短期气候预测业务中应用.     

第九讲 灰色预测模型GM(1,1)与关联分析BASlCB程序

在灰色系统理论中,最富实用的是一阶单变量模型(GM(1,1))和关联分析,为读者便于使用,下面给出两者的BASIC程序。 9.1.GM(1,1)程序 1.功能 对时间序列x(i),通过累加处理,用最小二乘估计求取时间响应方程中的参数a和u,从而求得对x(i)的拟合值和预测值。当拟合的最大误差超过事先给定的精度Q时,自动进行残差订正。当残差列ε不是单调序列时停止运行。     

几种亚洲季风指数与中国夏季主要雨型的关联

首先采用EOF方法分析了中国夏季降水的主要特征 ,其第一 (EOF1 )和第二 (EOF2 )特征向量及其时间序列 (EOF1 - T、EOF2 T)基本上反映了中国夏季 1 (或 3)类和 2类主要雨型的空间和时间分布 ;进一步建立了EOF1、EOF2及其对应的时间序列EOF1 - T、EOF2- T与季风指数的关联 ,以及中国夏季主要雨型与季风指数直接的关联。结果表明 :各季风指数都对中国夏季的 1类雨型有较好的反映能力 ,都对 2类雨型无反映能力 ,仅学者施能定义的指数对 3类雨型有一定的反映能力。     

基于热带测雨卫星探测的东亚降水云结构特征的研究

利用2000—2013年5—10月浙江省70个常规站逐小时降水观测资料来检验同期TRMM卫星3B42RT降水产品,尤其针对台风降水进行了评估。对比分析得出,2000—2013年5—10月3B42RT资料与台站观测资料在3 h、6 h、12 h和24 h 4个时间尺度上降水总量接近,两组数据呈显著正相关,相关系数随时间尺度的增大而加强,相关系数大值区位于浙江西部地区;无论是5—10月还是台风降水期间,3B42RT测雨资料的日变化特征与台站观测资料均较为一致,3B42RT能够准确抓到峰值出现的时间;台风期间3B42RT数据表征的全省降水普遍偏低,但与台站观测数据的相关性明显好于5—10月全时段,且相关系数大值区位于浙江东部沿海地区,台风前后时刻的3B42RT逐3 h降水量差值序列与台站观测降水量差值序列呈显著正相关,两组资料表征的降水量变化随时间的演变趋势较为一致。另外,选取2004年0414号台风“云娜”进行相关分析和基于目标诊断技术检验,发现3B42RT资料对降水的结构预报和实况相似度较高。

     

关于台风的若干统计

一、各月台风生成个数将180°E以西的北太平洋热带洋面上生成的低气压,当其所及范围内最大风速达到34海里/小时(即17.2米/秒)以上时,便定义为台风。各月台风生成个数如表1所示。由表1可见,台风生成个数的年平均值是27.0,8月最多为5.5个,其次9月为4.9个和7月为4.1个,最少是2月仅有0.3个。台风各年生成个数和当年在15°N以北地区所生成的个数有着密切的相关,其相关系数达到0.82(见图1),而和15°N以南地区生成的台风个数相关系数仅有0.56。因此,台风各年生成个数之多寡,主要是由15°N以北的较高纬度洋面生成个数来决定的。图2表示了1951—1977年间台风在各海域的生成个数。每隔5个纬度,5个经度进行划区。由图2可见,台风生成个数较多的海域是10—20°N,     

华北降水时间序列资料的小波分析

利用小波变换时域局部性特点,对华北地区降水时间序列资料作了多时间尺度小波分析.在对华北地区降水100年资料的分析过程中,运用不同的时间尺度分别得到6～7年、21～22年和35～36年的时间周期规律.这些结果为探讨华北地区长期旱涝趋势的可预报性问题提供了重要信息.此外,还对这些特征尺度下的小波分析曲线进行了重构,得到的重构曲线与用原始数据作十年滑动平均所得曲线十分吻合.     

夏季进入北极温带气旋的活动特征及其影响因素

进入北极地区的气旋在移动过程中往往伴有大风、强降水等特征,对北极气候变化有深刻的影响。基于NCEP2再分析资料,识别并跟踪了北半球夏季(6—8月)从中纬度进入北极的温带气旋,考察了其年际变化特征和影响因素。结果表明：1979—2019年夏季进入北极的温带气旋共867个,其中消失在北极边缘区域和中心区域的数量分别为688个和161个,且后者平均强度更大、平均持续时间更长。分区域研究发现,夏季从陆地进入极区的气旋个数较多,而从海洋进入极区的气旋强度更大,活动更为剧烈。对进入北极的气旋年际时间序列进行分析发现,夏季进入北极的气旋个数和强度均存在年际变率,其中气旋个数的年际变率尤为显著。气旋个数年际变率主要周期为5 a,强度的主要周期约为2.7 a。进一步分析发现,引导气流是影响气旋向北移动的重要因素。此外,夏季北大西洋气旋强度与同期北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation, NAO)指数存在较好相关。研究还表明,进入极区气旋活动的年际变化受大气斜压不稳定性的影响,在北太平洋地区区域平均的Eady增长率与气旋个数和强度的相关性均最强,相关系数分别为0.4和0.5。     

德令哈市2015年空气质量指数分布特征及其与气象要素的关系

利用2015年德令哈市逐日空气质量数据及地面气象观测数据,分析了德令哈市空气质量指数的时空分布特征,并探讨了其与气象要素的关系。结果表明:2015年德令哈市空气质量以Ⅱ级良为主,AQI指数有比较明显的季节分布特征。春季AQI指数最高,夏秋两季空气质量偏好。首要污染物在春季4月、5月和夏季主要以臭氧为主,其余时间多以PM_(10)为主。无降水日期间首要污染物集中在PM_(10)和臭氧,而当出现降水且量级增大时,首要污染物更多的为臭氧。从相关系数分析,在不同月份空气质量指数与不同的气象要素有比较好的相关关系。日降水量在不同月份存在着正、负相关关系,这与不同季节冷空气活动所带来的不同天气现象及其他气象要素作用有一定的关联。