最大熵谱估计法在大气湍流谱中的应用

1引言功率谱估计这一课题的研究在数字信号分析和处理领域中一直受到重视，近几十年来人们提出了种种不同的借估计方法，并较为深入地研究了它们各自的性能。目前被广为利用的谱估计方法可分为两大类：一类被称为古典法，又称非参数法，它就是周期留法和自相关法以及由这两种方法所派生出来的各种改进方法，其中周期留法又称直接法，而自相关法被称为间接法；第二类就是现代谱估计法，它又称为参数法或模型法。2参数模型法的提出古典谱估计，不论是直接法还是间接法，都可用FFT快速计算，且物理概念明确，因而仍是目前较常用的谱估计方法…     

最大熵谱估计中的递推算法

谱分析是气象上常用的资料处理方法.目前较多使用的是将资料的自相关函数的富氏变换乘以窗函数从而得到功率谱估计.这虽然常常可以获得谱的相容性估计,但它是一种非参数化的估计方法,不便于用来作分析和推导;对隐含在随机序列中的谐波分量     

周期图分析在月预报中的应用

天气变化尽管错综复杂,但是,它们仍然存在一定的周期性。找到了周期变化的规律,就可以根据周期演变的特点,加以外延,作出预报。 找周期的方法很多,其中周期图分析就是一个比较实用的方法。 数学证明,实际上的复杂曲线,都可以分解为许多具有不同特征的正弦(或余弦)曲线。正弦(或余弦)波又称谐波,是周期的函数。把研究的曲线分解成若干谐波。用三角函数表达出来,称为周期图分析。(见图一)     

最大熵谱的优良特性和预报误差过滤系数阶数的确定

最大熵谱分析比通常谱分析分辨率高,峰值偏离小,特别适宜于短资料或长周期的谱分析,这对气候分析和中长期过程的周期分析是有显著意义的。最大熵谱分析的预报误差过滤系数的阶数,可以在最终预报误差(FPE)_m 的前后两个极小值的谱估计一致的条件下,用前一个极小值的 m 数来确定。     

用最大熵法进行多普勒天气雷达资料谱分析的模试拟验

本文用数值模拟方法,得到在七种谱分布下的多普勒天气雷达的仿真回波信号,对其分别用周期图法和最大熵法进行谱分析,并将估计谱与原来所给的校准谱进行比较。结果表明:最大熵法对谱线精细结构的分辩率高,谱参数的估计误差小,对谱型的拟合好。     

两种Hannig加权的复量Burg算法及其在声达中的应用

本文提出两种自回归(AR)谱估计方法,它们是Hanning数据自适应加权和Hanning加权的复Burg方法(CHDAB和CHB)。它们的特性与当今最好的一类AR谱估计方法,即数据自适应加权的Burg方法(DAB)一样好,而且算法简单,易于选择初始的两个反射系数。本文把CHDAB和CHB两种方法应用于声达信号的谱估计,在单谱峰的情形下,获得的结果明显优于FFT。     

临近预报系统简介

一、引言 临近预报(Nowcasting)又称现时预报或短时预报,是指在局地天气预报中及时地应用当时的气象资料而作的加强观测和预报。按照世界气象组织的规定,0—12小时周期的预报称为超短期预报,而其中0—2小对周期的预报为其特例,称为Nowcasting。它包括对当时天气的详细描述和2小时以内的外推预报。但是,我们在这篇文章中所涉及的范围,将包括提前12小时的超短期预报,即既包括线性外推方法,也包括考虑天气系统的发展和衰     

基于CCA的短期气候预测方法

引　言典型相关分析（ＣａｎｏｎｉｃａｌＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓ,简称ＣＣＡ）是多元统计中的一个基本方法。它的基本思想是分别在两组随机变量内做线性组合构成各自有代表性的综合变量,使两组间成对的综合变量之间的相关达最大、次大．．．,这种综合变量称为典型相关变量,然后通过对它的研究,代替原来两组变量之间相关关系的研究。这样,只需着重研究前几对相关关系强的典型变量,就能把原来两组变量间复杂的联系简要地表达出来。应用ＣＣＡ可以有不同方式。较之地质、生化、医学等问题而言,短期气候预报问题有其特…     

超混沌系统参数不匹配情况下的耦合同步

相互耦合同步法能使混沌系统同步,但是在混沌系统一个参数不匹配时该方法不能使超混沌系统同步．用数值模拟的方法研究超混沌系统参数不匹配情况下的同步,利用相互耦合法和自适应控制同步法在超混沌ＬＣ振荡电路中实现了混沌系统一个参数不匹配情况下的混沌同步．当超混沌ＬＣ系统两个参数不匹配,甚至超混沌ＬＣ系统两个参数相差很大的情况下,该方法均能使超混沌系统达到同步．     

多窗谱分析方法及其在全球变暖研究中的应用

多窗谱分析方法是一种低方差、高分辨的谱分析方法 ,尤其适合于非线性气候系统中高噪声背景下弱信号、时频演变信号的诊断分析。文中简要地介绍了多窗谱分析方法的基本原理 ,并将其用于近 1 5 0 a来全球及南、北半球温度变化的研究。结果表明 :(1 )在温度呈线性变暖的背景趋势下 ,北半球、全球年平均温度还具有显著的 40～ 70 a的准周期低频振荡 ,它们与变暖过程中的波动性密切相关 ;(2 )年代际振荡信号在北半球温度序列中也相当明显 ,南半球则存在多种低于 5 a尺度的显著振荡周期 ,半球或全球 ENSO振荡分量、QBO周期信号的振幅都具有缓变包络的特性 ;(3 )与传统功率谱估计、最大熵谱估计结果的对比表明 ,多窗谱分析方法方法得到的谱估计分辨力高 ,稳定性强。     

应用谱逼近方法模拟2008年初南方持续性降水过程及其水汽通道周期特征分析

本文利用谱逼近方法,对2008年初发生在我国南方的大范围持续性降水过程进行了对比试验,结果发现使用谱逼近方法的试验模拟所得的雨带空间分布和降水强度明显优于没有使用谱逼近方法的试验。对于低层受槽线、风切变线等频繁影响的区域,使用谱逼近方法的试验得到的经向风场具有2~4天的显著周期特征,与实况较为一致,即该方法能够提高模式对经向风场的模拟能力。综合分析水汽输送通道、模拟区域位置以及水汽通道超前高相关区的周期特征可知:谱逼近方法可能把中南半岛东部区域这一超前高相关区的经向水汽输送信息引入模式,从而改善了模式对降水区水汽收支周期的模拟能力,这可能是该方法能够改善降水模拟的重要原因之一。另外,对于谱逼近方法没有直接作用的模式变量,经过模式内部各变量之间的相互调整,其在谱逼近试验中的统计结果也有不同程度的提高。本文研究结果表明,谱逼近试验通过引入外源性的周期特征因素项,调整了模式与大尺度驱动场之间的协调关系,进而能够提高两周内模式模拟水平。此方法可能会在模式数值预报中具有一定的实际使用价值。     

年际变量自相关法在塔城市春季降水预报中的应用

本文通过年际变量自相关法在塔城春季降水预报中的实际应用,并与周期分析和自回归模型进行的对比分析,表明年际变量自相关法的预报效果明显地优于周期分析和自回归.其趋势预报准确率达81%,分级预报得分为78.8分.特别是对于非正常年份具有较好的预报能力.本文最后附有年际变量自相关法的BA-SIC语言的源程序.     

试用非参数回归方法拟合雨滴谱分布

将2002年7月11日在吉林省观测的雨滴谱按谱型分为3类,采用不假定也不固定函数形式的非参数回归方法进行拟合,并与传统的参数回归方法,即M—P分布和Gamma分布的拟合效果作了对比研究。结果表明．非参数回归方法对观测资料的拟合效果明显优于传统方法,拟合结果与观测值的相关系数均大于0．98。计算得到的数浓度．含水量．雨强等与观测值也都具有很好的一致性。说明非参数回归在雨滴谱分布拟合应用中具有适用面广和稳继性好的特性．并且可以实现不同谱型雨滴谱分布模式的统一。     

江苏省月平均最高、最低气温周期振动的谱特征

本文综合运用奇异交叉谱分析等多种气候诊断方法研究江苏月平均最高、最低气温振动的准周期变化的时空分布特征。结果发现：江苏逐月最高、最低气温分布型态分别为经向型、纬向型；两者存在2至3年周期，显著耦合周期为3．5年及16．5年。本文同时讨论了奇异交叉谱分析、小波分析、最大熵谱分析、经典交叉谱分析的优缺点。     

太阳视动仪的设计原理及其在太阳辐射计算上的应用

一、设计的提出太阳的视运动(简称视动)有两种;一是以一日为周期的视运动,称为周日视运动。它是地球自转运动的反映;一是以一年为周期的视运动,称为周年视运动。它是地球公转运动的反映。太阳周日视运动形成了昼夜交替现象,并在一日中,太阳的高度角和方位角因时刻不同而不停地变化着,正午时,高度角最大,方位角是0°;在一年中,白昼长度和正午太阳高度逐日不同,这是太阳周年视运动所造成的。由于太阳具有这两种视运动,所以,在不同的日期时刻,它的高度角和方位角是不相同的。形成一地的气候环境的因素固然很多,而其最主要的因素是太阳辐射能的时空分布     

陕南四季

陕南四季侯华先中国自然地理上有一条很有名的分界线，那就是东西走向的秦谁线．中国疆域大致上被此线分成了两个部分：以北是干燥的温带，称为北方；以南为湿润的亚热带和热带，称为南方．陕南正位于秦淮线西段的秦巴山地之中，处在南北之间的过渡地带，加之陕南地形复杂...     

改进的互功率谱相位法在雷声声源定位中的应用

互相关函数法是一种常用的时延估计方法,但在低信噪比和闪电存在多分叉的情况下,该方法的效果不理想。针对这一问题,该文选取广州地区2009年8月24日19:08:04和2012年5月5日08:01:00的两次闪电过程的雷声记录,结合高速摄像资料,比较了互相关函数法和改进的互功率谱相位法在雷声声源定位中的应用效果。首先,利用互相关函数法和改进的互功率谱相位法计算声源点的方向信息,定位结果与高速摄像照片对比具有较好的一致性,证明了定位方法的可靠性,对比结果表明:在低信噪比环境和多分叉闪电情况下,改进的互功率谱相位法能够获得比互相关函数法更好的定位效果。最后给出了综合利用改进的互功率谱相位法计算得到的方向信息和声源点与观测点的距离信息得到的雷声声源三维定位结果。     

116 a长江中下游梅雨的气候特征

用EOF分解、聚类分析和相关分析法，对116a长江中下游5站逐年梅雨资料进行了检验。结果表明，用这5站的梅雨参数确实可以代表长江中下游梅雨的典型特征。根据梅雨量与候雨量的相关程度，分析了116a梅雨量集中的时段，对不同的梅雨参数用Morlet小波法分析了周期，找出了年际及年代际变化规律和趋势变化特征，并用滑动t检验法检验了是否发生突变。     

小参数气候模式

本文提出了海洋-大气-冰气候系统的综合模式,它由描述海面平均温度变化和海冰扩展边界变化的两个非线性预报方程所组成.在该模式描述的气候系统内会产生自振动状态.研究了系统对地球轨道参数扰动所造成的日射率变化的响应.已经证明,为了正确地描述气候的长周期振动,必须考虑世纪间的气候变率,根据模式,这种气候变率对气候振动谱有重大影响.本文还模拟了气候系统从非周期状态到周期状态的转变(从上新世到更新世的转变).     

近50年中国华南雨涝变化特征分析

对流层大气环流和气象气候要素具有明显的准两年周期振荡,被称为Tropospheric (Quasi-)Biennial Oscillation(TBO)。综述了各种TBO现象及其机理研究。目前发现对流层中温度、气压、风场、降水以及季风、副高等系统都存在TBO变化;其机理研究表明,热带海洋(主要是印度洋和太平洋)和平流层QBO在TBO的形成中起着重要的作用。此外,欧亚雪盖和太阳活动的11年周期可能也会影响TBO。