基于SSA和MGF的海面变化长期预测及对比

海面变化预测受到建模思路、方法选择、数据长度及数据质量等因素的影响,导致了海面变化预测的不确定性。本文以国内6个验潮站自20世纪50年代以来的月平均潮位序列为基础,采用奇异谱分析(SSA)与均值生成函数(MGF)模型相结合的方案,以各站位最初20余年数据为基础建立预测模型,以后续年份的实测数据进行了多方案对比验证及检验。预测试验显示MGF模型具有较高的预测精度,并表现出较好的长期预测的稳定性特点。以SSA去噪序列为基础,应用MGF模型预测了各站位至2050年的月尺度海面值,年均值计算结果表明至2050年海面波动上升的幅度不超过20cm,海面变化速率同样表现出阶段性和波动性。与前人相关研究成果对比表明,本文所采用的SSA与MGF相结合的预测结果具有可比性,在方法原理和验证结果上看具有较好的长期预测潜力。     

大连地区全新世泥炭沉积环境及海面波动*

采用孢粉分析及¹⁴C测年,本文认为大连沿海分布的泥炭层主要形成于中全新世中晚期及晚全新世早期的暖湿、温湿气候下富营养性湖沼环境。属草本植物为主的草本-木本型泥炭,沉积速度一般为0.7-1.1mm/a。全新世海侵,在辽宁海岸带约距今7000年以前达最大范围。近5000年来,海面在下降过程中有波动和稳定时期。     

西北太平洋海区年际至十年际海面变化尺度耦合与波动转型

利用多通道奇异谱分析(MSSA)等多尺度分析方法,对西北太平洋海区14个站位验潮序列的年际到十年际尺度海面波动的时空特征进行探讨.结果表明:2.5a周期和4.5a周期在振幅与相位上表现出与ENSO指数波动的尺度耦合,并存在显著的由低纬向高纬的振幅、能量递减的纬向传递特征.4.5a周期和8a周期与PDO变化同样表现出一定的尺度耦合波动,高纬各站位海面波动也表现出一定的自东向西的径向传递.在空间维上,PDO作用下的传播型波动的响应范围明显小于ENSO事件,反映了二者驱动机制的差异.该海区约在1973年和1998年左右发生过两次明显的海面波动转型,并与太平洋年代际涛动(PDO)存在一定关联.     

西北太平洋边缘海区海面变化多尺度解析及空间分异

利用MODWT对西北太平洋边缘海区8站位1965~2005年验潮序列进行多尺度分解,讨论了该区域海面变化多尺度波动特征及空间分异。结果显示年周期组分振幅随纬度增大而逐渐增大,半年周期组分振幅以中国沿岸最大,其余站位相对较小。年际尺度的波动中ENSO信号与1~2年尺度的准周期波动存在模态混叠现象,表现为对序列构形和不同时段的相关关系的影响。利用ICA方法从小波分解的年际尺度和信号中分离出的ENSO信号,表明不同纬度海面对ENSO事件的响应整体上呈现向高纬衰减的变化特征。基于小波相似性的分析结果显示,低纬各站海面对ENSO在各尺度上均呈现出显著的负相关,而中高纬地区则呈现出正相关。1980年之前和之后中高纬地区的海面对ENSO的响应出现了显著的差异,这可能与ENSO自身频率的调整有关。     

基于验潮数据的西北太平洋区域海面变化预测

区域海面变化研究受到验潮站数据时段不一致、空间分布不均匀及影响要素复杂性和不确定性等因素制约。本文基于西北太平洋海域22 个站位的验潮数据,应用RegEM及MTM方法探讨其多尺度波动过程的时空差异,基于空间邻近性及有序聚类方法,将区域海面变化划分为5个区段(渤海-黄海北部沿岸、黄-东海中国沿岸、东海海域日本沿岸、东海南部沿岸以及南海西北部沿岸),进而利用MGF方法对各站位进行中长期的统计预测,并结合主成分方法进行区域综合。结果显示各区2001-2030 年的海面变化平均速率分别为：1.23~1.27 mm/a,3.30~3.34 mm/a,2.72~2.76 mm/a,1.43~1.47 mm/a和1.13~1.15 mm/a,而区域海面上升速率为2.01~2.11 mm/a。     

基于EMD西安市虚拟水总量波动及其成因的时空多尺度分析

根据虚拟水相关原理方法,计算出西安1980-2014年主要农作物虚拟水,通过利用经验模态分解方法（EMD）分析了1980年以来西安市虚拟水总量的波动周期,指出其存在着3a及10a准周期的波动,并以10a的周期波动为主,并从时空多尺度对西安市虚拟水总量波动周期的影响因素进行了分析。结果表明：从时间尺度来看,粮食总产量和作物虚拟水交替影响着西安市虚拟水总量准3a周期的波动;西安市虚拟水总量准10a周期左右的波动,在1990年以前主要受作物虚拟水影响,1990年以后受作物虚拟水和粮食总产量波动的交互叠加影响。对西安市三大区域进行EMD分解时发现,在短周期显示,西安市三大区域都是西安市虚拟水总量的主要控制区,其影响程度由高到低依次为：四郊县、远郊区和城六区;在长周期显示,远郊区和四郊县是西安市虚拟水总量波动的主要控制区,且远郊区是第一控制区。     

基于EMD的我国经济增长波动多尺度分析

经验模态分解(EMD)方法是一种新的处理非平稳、非线性数据序列的方法,能够分解出研究对象在不同尺度上的波动信息。该文对1953年以来我国经济增长率进行了EMD分解及相应分析。结果显示:1)我国经济增长存在多尺度的周期性波动,与西方经济学中的4种周期基本一致。2)根据各IMF分量的波动变化趋势及其绝对值贡献率的走势分析可以得出,我国经济在未来一段时间内仍将保持高速增长态势。3)我国三大地区均已进入高速增长时期,中西部地区将在未来我国经济增长中扮演越来越重要的角色。     

湖南洪涝灾害波动特征及趋势预测研究

利用1980―2007年湖南省重大洪涝灾害统计数据,采用灰色系统建模方法,建立了湖南省洪涝灾害重大损失年份的灰色灾变GM(1,1)模型,预测未来10年湖南省重大洪涝灾害发生的趋势。结果显示,湖南省洪涝灾害具有周期性波动上升特征,未来10年中,可能发生轻灾的年份为2010和2017年,可能发生重大洪灾的年份为2012、2015和2019年,可能发生特大洪涝灾害的年份为2013和2016年。认为主要原因一方面是湖南特有的以流水为主的地质地貌特征导致地域蓄水能力有限,另一方面是湖南水利工程破坏严重、排洪减涝能力不高以及人们自觉的防灾减灾意识不强。     

树轮资料(1511～1954)太阳活动的多尺度分析——EMD方法的应用

用EMD对Stu iver等提供的树轮14C资料进行分析,结果为:①得到太阳活动的准3、6、11、22、44、110、200、300 a的周期;从趋势项中可以得到准600 a甚至更长的周期波动;②可以判断太阳活动经典的极小期,与公认的极小期有一定的滞后性。从树轮14C含量的变化趋势中可以判断从1954~2100年的太阳活动变化逐渐变强,从2100~2350年太阳活动逐渐开始变弱;③从每个尺度周期波动的时变特征中可以得到,即使在太阳活动的极小期,太阳活动依然存在频率和强度不同的周期波动。     

上海地区海平面上升趋势的预测和研究

本文依据上海地区７个验潮站的实测潮位资料,揭示了过去近一个世纪来上海地区海平面上升趋势的历史演变规律,确认了近３０年来海平面加速上升的势态,并利用时间序列分析方法建立海平面变化预测模型,由此对上海地区未来５０多年的海平面变化趋势作了预测,对预测值的合理性和可靠性作了详尽的评估,结合上海地区未来地面沉降和地壳沉降的预测值,给出了上海地区未来５０多年对海平面上升的预测值,与１９９０年相比,吴淞口于２０     

近百年广东沿海海平面变化趋势

为预估本世纪末广东海平面的可能上升量,从探讨近百年来广东海平面上升率的阶段性变化入手,通过对广东沿海验潮站潮位观测资料的统计分析,得出广东沿海海平面近86年(1925-2010年)、近40年(1970-2010年)和近20年(1993-2010年)的上升率分别为2.1 mm/a、2.5 mm/a和3.2 mm/a,存在加速上升的趋势,并与全球大体呈准同步变化.20世纪90年代以来,广东沿海海平面上升和热带西太平洋的海平面出现突变上升有密切关系.     

基于QTM的海平面上升分析与模拟

针对海平面上升影响范围分析与模拟这一国际前沿问题,通过研究基于球面四元三角网(QTM)的关键技术问题,包括复杂拓扑关系计算、LOD剖分、球面水淹分析、基于QTM的多分辨率的DEM数据组织方法和分析精度的相关性评定等,以.Net和Direct3D为开发工具,设计开发了基于QTM的海平面上升影响范围评估模型。该研究结果可为全球海平面上升影响的防灾减灾决策提供有效支撑,并推动了球面数据模型和球面格网拓扑分析的理论成果在全球变化预测相关领域的应用进展。     

江苏淤泥质潮滩对海平面变化的形态响应

通过对江苏滨海平原淤泥质潮滩1980年以来19个固定潮滩断面112个测次滩面高程测量的统计分析，探讨典型淤泥质潮滩剖面形态对海平面变化的形态响应过程。结果表明，典型淤涨岸段海平面上升，多年平均潮位线以上滩面仍将淤积加高，但淤高幅度除多年平均高潮线附近滩面相对较大外，其余均较小，表明随海平面上升该滩带总体淤积速率将趋于减小；与此相反，多年平均潮位线以下滩面则趋于蚀低，且侵蚀强度较大，表明该滩带的侵蚀有加剧趋向，最终滩面总体形态将因上带不断淤高和下带不断蚀低而逐渐变陡，剖面上凸形态的曲率不断加大。曲型侵蚀岸段，海平面上升的效应则相反，海平面上升，多年平均潮位线以上滩面强烈蚀低；而多年平均潮位线以下滩面则强烈淤积加高，剖面的上凹形态最终将因上带不断蚀低和下带不断淤高而趋于平直。     

江苏滨海潮滩湿地对潮位变化的生态响应

通过江苏滨海平原典型淤泥质潮滩湿地断面定位观测和样品测试数据与潮位变化关系研究，探讨海平面上升导致淤泥质潮滩湿地生态演替的可能情景，结果表明，淤泥质潮滩湿地的潜水水位和水质，土壤盐分和养分以及潮滩植物种类和生产量等生态组分与潮位变化之间均存在良好的相关关系，据此关系推断，海平面上升，不仅将直接通过增加潮滩湿地的潮浸频率，而且还通过抬高潜水的水位与矿化度，引起潮滩湿地表土积盐和植被退化，进而导致潮滩湿地生态发生逆向演替；生物多样性减少，生产量下降和生态类型趋于单一，上部的茅草滩，已淋洗脱盐的表土因重新返盐（次生盐渍化作用），茅草生长受到抑制，将逐步被较低一级的盐蒿取代，同时由于海堤的阻碍，损失的草滩得不到相应的补偿，最终将可能消失；下部的大米草沼泽，其外缘将不断为光滩所取代，内缘上侵由于受到其繁殖速度的限制，在海平面上升速率军装大时补偿速度可能赶不上其退化速度，而导致其分布逐渐变窄，甚至消失，中部的盐蒿滩则由于得到上部草滩退化的补偿和下部大米草沼泽退化的缓冲，范围不断扩大，生态类型多样的潮滩湿地最终将由单一的盐蒿控制。     

莱州湾南岸滨海湿地变化及其原因分析

以1992年和2004年的TM遥感影像为数据源,从景观生态学角度,对1992年和2004年的莱州湾南岸湿地及其变化进行了研究。结果表明,与1992年相比,2004年研究区湿地面积减少了32．339km2,其中,自然湿地面积减少了246．189km2,而人工湿地面积却增加了213．851km2,至2004年,人工湿地面积已占研究区湿地总面积的78．22％;湿地景观多样性指数下降了0．1077,景观优势度指数和景观破碎化指数分别上升至0．109和0．0089。自然湿地被大面积垦殖,湿地淡水资源不足,大规模开采沿海卤水资源,环境污染加剧,风暴潮等自然灾害频发,是导致研究区自然湿地萎缩的主要因素。     

中国GDP增量与能源消费增量关系的多尺度分析

能源是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础,经济的发展和能源的利用有着密不可分的关系.本文用EMD方法首次对我国GDP增量和能源消费增量之间的关系进行比较分析,以期从一个崭新的途径上来揭示GDP增量波动周期与能源消费增量波动周期的相互关系,进而揭示GDP和能源消费之间的关系,从而为社会经济的长远规划、能源发展战略以及有关政策法规的制定提供一定依据.研究结果表明:我国GDP增量的波动周期为4年、11年、18年和31年:能源消费增量的波动周期为4年、10年、18年和27年,两者的波动周期基本吻合.将他们的IMF分量进行对比,发现能源消费和GDP二者是相互依赖的,这一结论符合经济学的理论,能源的需求促进经济的发展,而能源的发展要以经济增长为前提,能源的短缺将制约经济的发展.因此,千方百计增加能源供给,提高能源利用效率.是确保我国经济持续稳定发展的一项重要任务.     

海平面上升的灾害效应研究--以江苏沿海低地为例

海平面上升是全球变暖和沿海地区人类活动加剧的必然结果,其灾害效应直接影响沿海地区社会经济的持续发展。文章运用地面沉降与绝对海面变化叠加法和潮位记录法,预测未来30年,50年和100年江苏沿海海平面将分别上升0.30 m,0.53 m和1.37 m。在此基础上,对不同海平面上升量引起的风暴潮灾害、海岸侵蚀、潮滩盐沼损失、涵闸破坏、洪涝灾害加剧和海堤工程受损等方面的灾害效应进行了定量分析,并对江苏沿海低地进行分区灾害预警,认为海平面上升后的灾害效应在江苏中部海积平原表现得最为严重,废黄河三角洲平原和长江三角洲平原中等,而海州湾海积平原最轻。     

利用 GIS地理统计模块预测海南岛植被指数季节性变化趋势

虽然采用遥感图像提取的植被指数在空间上能较好的反映作物的状况,但其不能预测植被指数在空间上的变化范围,如果能从整体上了解不同市县在不同季节的平均植被指数值,就可以对该区域整体植被状态进行量化分析,也就可以从大范围内进行植被指数的预测分析.利用地理信息系统(GIS)和地统计学相结合的地理统计分析模块(ArcGIS Geostatistical Analyst),根据MODIS遥感数据提取的每季度不同市县平均NDVI植被指数,采用Kriging插值的方法分析了海南岛归一化植被指数(NDVI)季节性变化趋势,并     

天津宁河县俵口牡蛎礁剖面与海面变化关系的讨论

亻表口牡蛎礁剖面原位胶结的牡蛎礁层之间有 6层粉沙夹层 ,这一层序被认为是 6 5 0 0～ 30 0 0aB .P .多次海面波动的反映 ,该剖面的研究被认为是近年来全新世海面研究的重大成果。然而 ,组成蛎礁的属种长牡蛎和近江牡蛎产于低潮线附近至十余米水深 ,生活的盐度很广 ,可以在盐度 10‰～ 30‰的海区栖息。它们在指示沉积物形成的深度上虽有一定意义 ,但并不是海水深度良好的指示标志。其兴衰不是由于海面变化造成的。泥砂沉积速率的变化是导致牡蛎礁与砂层交替出现的原因。亻表口牡蛎礁剖面既不能反映 6 5 0 0～ 5 0 0 0aB .P .存在高海面 ,也不能说明 5 0 0 0～ 30 0 0aB .P .海面波动频繁。