经验正交函数展开气象场的几个问题

经验正交函数(简称EOFs)展开气象场或对多气象指标进行主成分分析,已成为表示天气气候资料信息特征的有力工具。EOF's原是一种定量描述实际场序列(向量空间)主要信息特征的函数逼近方法。引入随机观点后,这种展开方法不仅是纯粹的函数逼近问题,而且是对具有随机噪声的信息场提取信息特征,排除随机干扰的统计学方法。事实上,任何一种气象要素场都可视为附加随机扰动的随机场(如气温场、气压场     

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.     

四川降水相关函数场的分析及其在气象观测站网布局中的应用

利用四川省139个台站的逐日降水资料,通过旋转经验正交函数(REOF)方法,将四川地区分为7个区域,分别计算各区域各季节代表月逐日降水的相关函数,推算出相对内插标准误差与相关函数的统计关系,并根据内插标准误差不大于观测标准误差的原则,估算出各区域降水场的最大容许距离。结果表明:盆地西南部布站精度最高,要求≤16 km;其次是盆地东南部,精度≤18 km;阿坝州北部布站精度要求≤19 km;而盆地西北部布站精度要求≤20 km;盆地东北部布站精度要求≤28 km;川西高原的布站精度要求≤33 km;川西南山地的布站精度最低≤42 km。     

显著经验正交函数分析及其在淮河流域暴雨研究中的应用

经验正交函数分解（EOF）是气候特征研究中常用的分析方法,但由于方法本身的原因,EOF 主要模态不一定都能有效揭示资料场包含的气候模态。利用中国基本站和基准站1950—2009年逐日降水资料,运用显著经验正交函数分解（Disˉ tinct EOF,DEOF）方法研究了淮河流域暴雨的统计特征。结果表明 DEOF 第1模态呈现了淮河流域暴雨量在南北方向上存在相反的变化,即流域中部、南部偏多（偏少）时,北部则偏少（偏多）,第1主成分具有显著的16—17 a 周期性变化,表明流域南北的旱涝变化存在年代际振荡;第2模态表现了淮河流域中部暴雨量的异常变化,第2主成分有明显的线性趋势,说明近50年来流域中部地区暴雨量有明显的上升趋势,并且在1990年前后由偏少转为偏多。对比 DEOF 和 EOF 的分析结果,发现DEOF 能排除资料场中与随机扩散模型相关性较高的空间特征,能抓住与随机扩散模型有显著差异的分布特征并凸出显示出来,能从较强的背景噪声中凸出物理信号,因而能更好地估计真实的气候模态。     

经验正交函数在解释数值预报产品中的应用

本文用经验正交函数展开的分析方法，确定了各种数值预报产品物理场中和对应时效的运城日降水量显著相关的物理量要素及关键区域，对关键区域的物理量场使用典型相关分析进行处理，得到了数量较少，而又能代表该关键区物理量分布状况主要信息的新因子，从而建立使用数值预报产品制作短期单站降水预报模式，进行预报效果较好。     

利用自然正交函数分解气象要素场遥相关结构的两种方案

本文利用自然正交函数提供了分解气象要素场遥相关结构的两种方案(斜交模态方案和正交模态方案)。对北半球(包括低纬区域)月平均气压场的遥相关结构的分解表明,斜交模态方案适用于自由大气高度场遥相关结构的分解,正交模态方案则适用于海平面气压场遥相关结构的分解。     

自然正交函数在梅雨天气分析中的应用

本文讨论了自然正交函数的优缺点,并将它用于我国梅雨天气分析.结果表明:自然正交函数作天气分析是可行的.这种方法能得到与天气学分析一致的结果.这是一种统计学分析方法,若与天气动力学方法相结合,可望在天气分析与预报中发挥更大的作用.     

四川盆地气温相关函数场的分析及其在站网设计中的应用

本文利用四川盆地54个站20年的日平均气温资料,从统计各月气温场的相关函数着手,推算出相对内插标准误差与相关函数的统计关系,并根据内插标准误差应不大于观测随机误差的原则,估算出该地区气温场的最大容许测站间距。     

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。     

东亚夏季波列经验正交函数分析

利用经验正交函数作为分析工具,利用500 hPa高度场资料针对东亚地区波列出现情况进行研究,得出结论如下：（1） 从东西伯利亚上游经鄂霍茨克海到日本东部海面的波列（OKJ波列）在初、仲夏（6—7月）的信号很强,为欧亚范围内最主要的分布类型。（2） 从菲律宾经日本到北美的波列（P-J波列）可在整个夏季（6—8月）具有相当强的信号,虽然均表现为第二特征向量分布,贡献率与6—7月欧亚范围内第一特征向量表现OKJ波列的相当。（3） 合成分析表明OKJ和P-J类波列在某种程度上可以共存。     

复经验正交函数(CEOF)方法及其在天气过程诊断分析中的应用

复经验正交函数(CEOF)是在1983年由Barnett提出的。它在长期天气过程分析中是一个有用的工具。本文综合介绍和评述这一方法在这个领域上的应用。     

多个气象场之间的联合REOF相关分析及场的预报模式

本文将EOF分解应用于由不同性质,不同空间点数的气象变量场组成的联合场,并对特征场作Varimax正交旋转。试验表明,该方法对于分析多个气象变量场之间的空间相关特征十分有效。分析所取的变量包括长江中下游地区19个站的月平均气温,降水量以及欧亚500hPa月平均高度,本文用33年的资料系统地分析了三者之间的关系,得到了一些有意义的结果。 用联合REOF方法建立统计预报模式,以500hPa高度场作为因子预报同时段的地面气温场和降水场,独立试验证明,其效果比较理想。     

应用经验正交函数作梅雨天气形势预告试验

本文叙述用经验正交函数序列作梅雨结束期副热带高压天气形动的统计预报试验。试验用1960年6月1—30日20时每天的500毫巴高度资料统计计算经验函数。采用预报时间间隔为一天的时间序列自迴归方法,可以预报出副高西进、北抬与维持的趋势。预报结果几乎不受预报区域边界的影响,说明存在时间平流作用。     

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。     

北半球500hPa高度场与我国东部地区夏季降水场的经验正交相关分析

对夏季我国东部地区降水场与北半球５００ｈＰａ高度场进行相关分析，用经验正交函数分解法展开相关系数矩阵，得到了相关阵的特征向量场和振幅系数。分析结果表明：我国东部的部分地区夏季降水量的多寡与北半球５００ｈＰａ高度场上某些区域高度距平的变化具有密切的相关关系。     

复经验正交函数分析结果的直观显示

对复经验正交函数分析结果显示作了改进，导出了时空振幅、位相函数，并给出了时空振幅位相函数图。试验及实际分析表明，它具有直观性。     

丹江口市两个雪茄种植区相关气象影响因子分析

针对目前定量研究雪茄生长所涉及的相关气象影响因素仍处于空白的现状,综合考虑气象条件、地理条件等指标因子,采用层次分析法,构建分析评价模型,计算各指标对评价结果的权重,分析湖北丹江口市两个雪茄种植区域相关气象影响因子的差异性。结果表明：模型准则层中气象条件、地理条件、产量因子的权重分别为0.524 7、0.333 8、0.141 5,对雪茄种植来说,气象条件影响最大;对比分析两个种植区域指标层的影响因子统计结果,结合雪茄种植生育要求,均县镇适合茄衣和茄套烟叶的种植;习家店镇更适合雪茄茄芯烟叶的种植。     

热带风暴和台风路经的经验正交函数分析及其在预报上的应用

一.经验正交函数分析为了客观和定量地测定热带风暴和台风(TSTy)的位移,本文对163个台风样本中的12个纬向位移和12个经向位移(相对于163个样本平均值和距平)进行了经验正交函数分析。设 F 是一个24行163列的资料矩阵,其中(?)表示第 n 个热带气旋和台风的纬向和