逐步回归周期分析

一、问题的提出 时间序列分析的内容之一是从序列中提取隐含周期。最早提出分析时间序列周期的方法是舒斯特(Schuster)周期图,这个方法是建立在谐波分析基础上的。1957年H.A.帕诺夫斯基(Panofsky)提出了用谱分析方法来揭露气象序列的周期性。实际上谱分析相当于一种经典的谐波分析,所不同的就是事先可以不必考虑序列的长度而任意选定分析的分辨率。但是功率谱方法在处     

近年来谐波天气分析在我国的进展

谐波分析也叫调和分析或波谱分析,它是建立在任何复杂的波动或振动均是正弦或余弦的简谐波的重迭这个基础上进行的,实际上是一种分解分析。大气运动在空间上的多尺度性,在时间上的多频性为谐波分析在天气气候分析中的应用提供了物理依据。谐波分析在我国天气气候分析中常用的有下述两方面:一是在固定观测点上得到某气象要素(如温度、降水等)时间序列的周期分析,即时间场的谐波分析;一是在固定时刻得到某气象要素或特征量场     

带有周期分量的多元逐步回归

从气候资料中提取隐含周期是时间序列分析的目的之一。目前常用的方法有:谐波分析、周期图、谱分析和最大熵谱分析。谐波分析和谱分析在处理短序列时,分辨率很低。最大熵谱的优点是分辨率高,它对于揭露气候资料的周期是一个好方法,但很难用于预报。根据方差分析原理有人提出了另一个提取周期的方法。假设气候资料 x(t)是由若干周期函数和一个白噪声迭加而成的序列:     

500毫巴平均高度场与旬降水量的交叉功率谱分析

本文采用功率谱和交叉功率谱分析方法,以长江下游南京等几个站为例,讨论旬降水量序列与亚欧500毫巴旬平均高度场序列在时间域上的多频振动以及它们的相互联系。通过谱分析得到各种显著周期振动(频率)的地区分布,各种显著相关后延时间的地区分布,以及两个序列中各种周期分量之间的相关指标(指相应频率上的凝聚函数)。这些结果所提供的信息有可能作为进一步探讨天气气候规律和长期超长期预报方法的参考。本文并将进一步把相关场的普查与场和预报量序列的多频振动结构联系起来,以便深入探讨大气运动的前后期对应关系。     

谐波拟合法及其在短期气候预测中的应用

谐波拟合是一种通过分析预报对象自身演变规律的预测方法。该方法第二个关键点：一是使用长达几十年的连续时间序列资料，消除多个“常见周期”后，进行谐波分析，二是提出了新的谐波合成思路，引入计算机试验拟合。此方法在短期气候中效果较为满意。     

F—分布下侧概率检验的方差分析程序

方差分析是寻找时间序列周期的方法。本文介绍一个以F一分布下侧概率为参数的周期显著性检验的方差分析程序,适用于PC—1500计算机。 一、方法概要 设时间序列为X(t=1,2,…N),为了从 长度K=2,3,…〔N/2〕的各个试验周期中将显著周期提取出来,先把X分为K组,每组有n个样本,然后计算F_k一统计量     

谱分析在气象中的应用

人们很早就发现气象现象随时间变化具有周期性。寻找这种周期性的方法是把气象要素时间序列在频率域上进行展开,比较各种频率波动的振幅或功率来确定主要周期,这种方法称为功率谱分析的方法,亦称为(频)谱分析方法。这种分析方法的基本原理是常用的傅里叶分析,即把复杂的气象要素时间变化曲线分解成为若干个正弦波或余弦波的叠加。这一方法不单广泛地应用到气象要素的时间序列周期分析上,而且还应用到气象中各高度场的波动结构分析上。近30年来,国内外无论在气象要素时间序列分析上还是空间场的结构分析上,谱分析方法愈来愈受到重视,甚至应用到日常预报中作为常用工具(如合成波图),而且这一方法在应用的过程中本身也得     

墨西哥帽小波变换的影响域和计算方案新探讨

该文分析了Torrence等人研究的墨西哥帽 (Mexican Hat) 小波变换的影响域和高频失真问题并探讨了解决方案。平移点b处、小波尺度为a的墨西哥帽小波函数的有效定义域为[ b-2.12a, b+2.12a], 以墨西哥帽为母函数的小波变换的真正影响域是2.12a, 小波尺度a的最大值应为N/4.24(N为时间序列长度)。提出了充分利用小波函数速降性质和立方样条插值小波系数的新计算方案, 消除了该计算方案产生虚假的显著高频周期振荡问题。利用正弦函数型时间序列小波变换的解析式检验了文中提出的新计算方案的合理性。利用新计算方案对冬季Ni?o3.4指数进行分析, 冬季Ni?o3.4指数的平均整体小波功率谱表明, 存在约12年的年代际变化和准4年的年际变化, 不存在显著的准两年周期振荡。     

高度场富氏展开的位相问题

谐波分析中的初始位相是确定谐波图形的一个基本参数,表示开始振动时(t=0)谐波所处的位相,对高度场而言,它决定着谐波槽脊的位置。     

低纬度超长波的统计特征

本文用1951年1月—1980年12月、20°N、500hPa高度距平资料,对频率域内的超长波谱密度作了计算。结果表明超长波的功率谱在40个月周期附近出现极值,特别是波数1。为了对比超长波和长波间的不同特征,对纬向波k=5-8的谱密度也作了计算,纬向波数k=5-8的谱密度是属白噪音时间序列随机过程。      

时间序列分析在农业气象产量预报中的应用

所谓时间序列分析,主要是指用方差或谐波分析方法找出周期,建立回归预报方法.这种方法是建立在历史产量序列的周期波动规律的基础上,外推预测其未来的演变.我们对江西、湖南、福建、浙江、广东、山东等省三十多个县市的部分粮食作物的气象产量(其时间趋势产量分别采用一无线性回归、正交多项式回归、直线滑动平均等方法进行处理)采用时间序列分析方法进行验证性预报,取得了较为满意的效果.     

关键区指数的阶段性与陕西天气时段

在予报工作的实践中,我们认识到天气的阶段性不但客观存在着,而且也是中期天气予报的重要背景。但是如何比较客观的划分天气的阶段性,又如何用天气的阶段性来做中期予报,这是一个值得探索的问题。从合成波的观点看,天气图上的长波槽脊是若干个主要谐波的合成波。可以认为:由于主要谐波成分的维持和变动,出现了环流变化规律的相似性和调整,形成了天气时段的维持和结束。本文计算了1677年3-6月,北半球北纬60度空间谐波的变化,用1-3波合成波的主要脊线变化规律相似的特点(参考脊线位置),划分阶段,发现此阶段与陕两天气阶段性有较好关系。为了简化繁重的计算工作,我们利用与陕西旱涝相关的关键区指数△H,用△H的时间序列作谐波分析,找出主要周期迭加,再用拟合值与实测值的相关系数下降到某一临界值(本文取≥0.05)作为主要谐波变化的标志,用以划分阶段,经计算比较,用此方法划出的指数阶段性,与空间超长波(1-3波)的主要脊线在某地区按同一类似规律重建及稳定基本一致。在同一时段内,欧亚地区,环流变化规律,冷空气路径变化规律,及天气变化规律都有一定的稳定性。在同一时段内,用趋势期关键区指数的时间序列所作的谐波分析,进行外推或找出环流演变的相似规律,可以作为中期予报的依据。     

甘肃河东年降水量的周期变化

利用甘肃河东建站最早的９个代表站的年降水量资料,采用谐波分析和小波分析方法,计算了年降水量序列各种时间尺度的周期,以及１０ａ和２０ａ相空间时间序列的２～１０ａ周期试验;陇南无明显周期;陇南无明显周期。相空间序列的周期试验显示,甘肃中部的准３ａ周期主要反映在５０～７０年代,近２０～３０ａ则以８～９ａ周期较为明显;陇东近１０ａ主要表现为准２ａ振荡。进一步的分析表明,甘肃中部年降水量的准３ａ周期振荡目处     

逐步回归自相关分析

作者从时间序列的自相关分析出发，提出了一种适于回归统计分析的生成预报因子的简单方法，建立起自相关预报模型。实例计算表明，此方法不仅预报精度较高，而且在对周期性相关因子的选择上具有等同的统计、检验前提，避免了一般方法因周期长度不同而带来统计，检验差异的影响。因而得到的回归因子较客观，真实。另外，还具有一定的分析时间序列隐含周期的能力。     

我国候降水量与亚洲500毫巴候平均环流相互关系的时空结构

本文从分析亚洲50O毫巴候平均环流得到的前五项自然正交函数出发,用其时间系数表征候平均环流的演变,分析了候平均环流与候降水量的同期相关并阐明其天气学意义;利用互谱分析方法,研究了候平均环流与候降水量的关系在频率域上的特征,得到了一些主要频带,初步探讨了这种关系的时空结构并对一些准周期振动进行了解释。通过分析,对降水的中长期预告选择因子的范围进行了讨论,为降水的中长期预告提供了线索和依据。     

北半球500毫巴候平均图的波谱分析和预报

本文应用谐波分析和功率谱分析方法,计算分析了1951—1970年北半球500毫巴多年候平均图和1975—1980年40°N、60°N 500毫巴逐候的候平均高度值。发现逐候的各谐波系数序列,除具有气候季节变化趋势外,还具有“指数循环”时间尺度及多种韵律活动准周期性振荡的特征。 利用这一特征,设计了一个用周期外延叠加的预报方案。每次接连预报未来8个候的北半球500毫巴候平均高度。对1976—1980年60个月40°N和60°N两纬圈进行预报试验。效果检验表明,本预报方案有一定预报价值。它对纬圈偏差符号的预报准确率平均达ρ=0.22,对气候距平符号的预报准确率平均为ρ=0.08。     

长波低值期和汕尾市暴雨

1思路大气波动是由各种不同波长的振动迭加而成的，不同波长的振动对天气过程发生、发展和变化起着不同的作用。因此，可以应用谐波分析的方法，把各种波长从总振动中分离出来，然后应用分离出来的简谐波、合成波或其参数的某些特征作为天气过程的前兆，作出过程预报。汕尾市地处沿海，受海陆因子的影响造成天气变化的复杂性，加上海上恻站少、资料缺乏，增加了暴雨预报的困难。应用谐波分析方法作天气过程的预报，只考虑高度场在整个纬圈的平均情况，大大削弱了海陆因子造成的影响，使预报客观化，准确率也相应提高。2纬向谐波分析的原理纬…     

南京地区大气折射指数的周期振动

本文利用离散功率谱、周期图分析方法对南京地区1951—1980年6月上旬30年的旬平均大气折射指数N单位多频振动进行了分析,结果发现,30年中折射指数N单位值主要振动周期为5年,N单位值的峰值年与降水量峰值年相当吻合。     

热带臭氧含量与准两年周期环流的关系——一些研究结果(节译)

指出热带臭氧含量变化时间序列谐波分析的结果;臭氧含量年际差的时间变率与赤道地区平流层中的准两年周期环流的对比表明:当赤道风带出现明显的两年周期性风向改变时,臭氧的时间变化也有两年周期。赤道风带两年周期破坏时,臭氧含量年际差的变化也随之混乱。     

广西降水量的振动周期及其稳定性

本文对南宁等八个地区站的降水量时间序列进行波谱分析,找到了隐含于序列中的显著振动周期。并在此基础上,运用滤波技术,深入研究了降水量时间序列中显著振动成份的稳定性。文中的一些结果对气候振动的研究以及气候预报具有一定的参考价值。