影响流域土壤流失的降水量的PPAR（K）预测模型

介绍了投影学踪自回归（ＰＰＡＲ（Ｋ））的基本思想及其算法。用ＰＰＡＲ（Ｋ）和均生函数（ＭＧＦ）两种方法对泸州市和北碚市降水量的时间序列进行了建模预测。结果表明ＰＰＡＲ（Ｋ）模型具有较高的稳定性和预测精度。     

主成分分析与聚类分析在青岛夏季气温变化研究中的应用

选用青岛站1951-2010年每年6-8月各月平均气温资料,通过SAS软件进行了主成分分析和聚类分析,分析了近60 a夏季气温的年际气候变化.主成分分析的结果表明,第一主成分反映青岛夏季气温距平,其正（负）方向反映夏季气温的正（负）距平,其强度反映气温偏高（低）的程度;第二主成分则反映同一年内夏季各月间气温的差异,其绝对值越大,表示各月气温差异越大.聚类分析的结果表明,青岛站夏季月平均气温的变化可以分为3类：1）6月、7月气温较低,在8月升温;2）7月平均气温最高,6月、8月相对较低;3）6月气温低,7、8两月气温较高.其中1993、2003年为第一类,2005年为第二类,其余为第三类.     

北半球冬季环流异常与ENSO的非线性关系

运用非线性典型相关分析（nonlinear canonical correlation analysis,简称NLCCA）方法,对热带太平洋海表温度异常（SSTA）场与北半球冬季海平面气压异常场（SLPA）进行非线性分析,以反映ENSO与北半球冬季环流异常之间的非线性关系。NLCCA的结果表明：从极冷到极暖期,北半球冬季SLPA场对ENSO的投影在各主成分所分别构成的平面或空间中分别形成一条直线和一条抛物线,说明北半球冬季环流异常与ENSO的相关包含线性和具有二次特征的非线性两部分。无论ENSO的冷、暖事件都能导致冰岛低压减弱,且西伯利亚高压、北美高压和北太平洋高压随SSTA的变化不对称,进一步证明了ENSO对北半球冬季环流异常的非线性影响,其中冰岛低压对于ENSO响应的非线性特征最强,而阿留中低压与ENSO则主要是线性相关。     

物理量──STIN和PPET［1］在夏季降水预报中的应用

对白山地区夏季三十三个中南以上降水天气过程（全区有两个以上的站在二十四小时内出现中雨或以上）分析发现：物理量ＳＴＩＮ和ＰＰＥＴ对之有较强的诊断能力。当白山地区处于ＳＴＩＮ低值区（ＳＴＩＮ＜０），且ＰＰＥＴ在１１８—１３５°Ｅ有一自西南向东北方向仲向我区的高值舌时．未来二十四小时内白山地区有百分之七十以上出现中雨以上降水天气。本文用ＳＴＩＮ和ＰＰＥＴ给出了两个诊断指标，为夏季降水预报提供了一种较为准确和方便的方法。     

GBPP－100型地面雨滴谱仪测量的可靠性

用ＧＢＰＰ－１００型地面雨滴谱仪与吸水纸斑，点法进行同步观测，对比分析ＧＢＰＰ－１００型地面雨滴谱仪测量的可靠性。结果表明：（１）两种方法测量雨滴谱所得资料除平均直径、均立方根直径相似性稍差外，其它特征量的线性相关显著性水平均为０．００５；（２）两种方法所得雨滴谱资料除平均直径、均立方根直径、降水强度稍有差异外，其它特征量均无显著差异。     

GBPP—100型地面雨滴谱仪测量的可靠性

用ＧＢＰＰ－１００型地面雨滴谱仪与吸水纸斑点法进行同步观测，对比分析ＧＢＰＰ－１００型地面雨滴谱仪测量的可靠性。结果表明：（１）两种方法测量雨滴谱所得资料除平均直径、均立方根直径相似性稍差外，其它特征量的线性相关显著性水平均为０．００５；（２）两种方法所得雨滴谱资料除平均直径、均立方根直径、降水强度稍有差异外，其它特征量均无显著差异。     

流行性感冒爆发气象条件主成分分析

文章对1970-1989年北京、天津和石家庄市流行感冒爆发期间温度、湿度、降水量等9个旬平均气象条件进行主成分分析，前3个主成分的方差贡献率占总方差的81.94％。前3个主成分的特征向量表明，利于流行性感冒病毒传播流行的气象条件依次是：①旬平均湿度低、降水和蒸发量小（第一主成分方差贡献率占总方差的37.8％），②旬平均风速和蒸发量小、辐射较弱（第一主成分方差贡献率占总方差的25.37％）；③气压和地表温度升高（第三主成分方差贡献率占总方差的18.77％）。     

塔克拉玛干沙漠腹地冬季大气稳定度垂直分布特征分析

利用2008年塔克拉玛干沙漠腹地冬季系留气艇的探空数据,利用温差法、温差一风速法、理查逊数法3种方法,对塔克拉玛干沙漠塔中地区的大气稳定度进行了初步研究,得出以下结论：（1）大气稳定度日变化明显：夜间随着高度的升高,大气状态由稳定转变为中性继而转变为不稳定。白天受太阳辐射的影响,近地面处于不稳定状态;（2）大气稳定度随着高度上升有明显的分层现象,稳定层与不稳定层交替出现;（3）3种方法计算的结果不一致,反映出温度、风和湍流对稳定度的影响。     

西藏高原汛期降水类型的研究

利用西藏高原２６个测站２６年（１９７３￣１９９８年）汛期（５￣９月）降水量资料,采用主成分分析和旋转主成分分析方法,对高原汛期降水空间分布型进行了分析。结果表明,主成分分解得到的降水空间分布形式较为集中,前３个特征向量场的分布型具有十分明确的物理意义,可表示降水场部方差的６３．１４％。旋转主成分分解生前６个载荷向量的累积方差贡献达７６．６７％,可较好反映西藏高原汛期降水６个异常敏感区：东南部、东北     

图割模型在卫星云图云检测中的应用

提出一种基于图割模型的卫星云图云检测方法。利用FY-2C卫星云图的长波红外通道和可见光通道的云图提取了10个灰度特征和80个Gabor纹理特征,再用主成分分析方法（principal component analysis,PCA）降维到9个主成分。将这9个主成分构成的特征作为每个像素的特征,建立相似度矩阵,再利用改进的NormalizedCuts模型进行分割,将云图分成了晴空区域和有云区域。与地面观测结果相比,平均一致率达到86．51％,表明将Gabor纹理特征和灰度特征相结合并利用改进的Normalized Cuts模型对卫星云图云检测有比较好的效果。     

一种地学要素场透视方位投影图的原理及应用

给出了一种地学要素场透视方位投影图的原理,它是将地球球面上任意点O（称投影中心）正上方h高度处A点（称视点）看到的球冠区要素场透视投影在相应球缺的底面（即投影面）上。借助球面三角计算公式,导出了球冠区任意点q与其在投影面上投影点q′的坐标转换关系;给出了绘图步骤,利用MATLAB设计了绘图程序。实际绘图效果表明,所绘图形具有球面立体感和直观性,该透视方位投影图可广泛用于绘制地学要素场图像。     

基于PC-CCA方法的气象场资料插补试验

引入主成分典型相关分析（ＰＣ－ＣＣＡ）方法建立缺测气象要素场序列的插补模式,对区域性气象场序列（以长江流域月气温距平场为例）各种时空缺测分布型态作插补试验。结果表明,当插补场站网分布型取包含子场在内的混合站网时,建模样本量达２５年就可有最优插补精度,且性能稳定,效果优良。尤其当距平符号单一且大尺度分量占优势时,插补精度随缺测场变化很小     

热带印度洋秋季偶极子模态与南海夏季风强度变化的关系

利用多年的Reynolds月平均海表温度资料和NCEP／NCAR全球大气再分析资料，采用经验正交函数（EOF）分析和滑动相关方法，研究了热带印度洋秋季偶极子模态和南海夏季风强度变化的关系。结果表明：（1）热带印度洋秋季海表温度距平（SSTA）的主要模态是全区一致型和偶极子（IOD）型，全区一致型模态主要代表了秋季SSTA全海盆一致的年代际及其以上时间尺度的变化，IOD型模态主要反映热带印度洋秋季SSTA年际时间尺度的变化。（2）当前期秋季热带印度洋存在正（负）IOD模态时，南海的夏季风强度减弱（增强）。二者年际变化的负相关关系在长期趋势的冷位相期不显著，而在暖位相期显著。（3）当南海夏季风强度增强（减弱）时，后期秋季热带印度洋出现正（负）IOD模态。二者年际变化的正相关关系在长期趋势的冷、暖位相期显著，在冷、暖位相转换期前后不显著。     

一种新的ENSO循环负反馈机制

本文利用包含海洋表面边界层和大气辐合反馈过程的热带太平洋海气耦合异常模式的30年模拟结果，通过对模式ENSO循环演变特征和正负反馈机制的细致分析揭示出了ENSO循环形成的一种新的负反馈过程。指出:ENSO循环的正反馈机制是不稳定海气相互作用过程，且这一不稳定过程的发展在暖态中明显强于冷态；ENSO循环的负反馈机制在冷暖态中表现不同，在冷态消亡过程中，这种负反馈过程主要表现为暖的西传Rossby波经西边界反射产生的暖的东传Kelvin波来抑制冷位相不稳定发展的，但在暖态消亡过程中，不存在类似的纬向波作用过程，其负反馈过程主要表现为在海气耦合不稳定充分发展时伴随的赤道两侧冷水上翻过程的加强以及非线性过程的衰减作用共同抑制了不稳定的发展，并最终使系统从暖态恢复至冷态。本文得出的ENSO循环暖位相中的负反馈机制和近年来国外提出的“时滞振子”理论明显不同。     

关于业务上应用条件对称不稳定相关问题的讨论

条件对称不稳定（CSI）理论常常被用来作为倾斜对流的发展机制之一,在业务上常用来解释与锋面相联系的一条或多条中尺度雨带、雷达图像上观测到的带状雨带的成因等。条件对称不稳定的诊断包括CSI斜率判据、斜升对流有效位能（SCAPE）、湿对称不稳定（MSI）、相当位涡（EPV）等判据。业务预报人员存疑较多的问题是这些方法是否具有一致性并在业务上如何使用。针对上述问题,首先通过与业务预报人员较熟悉的条件不稳定类型作类比,来说明条件对称不稳定两种判据与条件不稳定两种判据的相似性。但在业务使用上,判别条件对称不稳定时多使用CSI斜率判据,即等动量面的坡度大于等位温面坡度而小于等湿球位温面坡度。由于条件对称不稳定通常出现在大气处于几乎饱和的情况下,此时的CSI斜率判据则演变为湿对称不稳定判据,即等动量面坡度小于等湿球位温面坡度。为判别相当位涡与湿对称不稳定判据是否具有一致性,文中的推导和实例分析均表明,二维相当位涡实际上是湿对称不稳定判据的另一种表现形式,但是湿对称不稳定判据需主观去比较等相当位温面与等动量面斜率大小,而二维相当位涡则可通过其是否小于0进行客观判断。需注意的是,在与推导条件对称不稳定斜率判据相同的二维坐标下,相当位涡与湿对称不稳定判据才具有一致性,将相当位涡扩展到常规坐标下使用三维相当位涡作为湿对称不稳定判据是不可取的。      

从不稳定能量角度对条件不稳定相关问题的讨论

大多数深厚的局地对流是在条件不稳定的层结中发生的,这就有必要考虑较厚气层对由底部上升气块所可能产生的总影响。从能量角度讨论了条件不稳定问题中的不稳定能量和对流有效位能,并利用观测资料、结合实例分析了单站地面湿静力能与条件不稳定中不稳定能量的关系。主要结论如下:（1）从能量观点,对对流有效位能的两种定义进行了讨论,认为对流有效位能定义为正、负不稳定能量之差时,其与动能相联系的表达式中包含了低层抬升速度,可以更全面地用于强对流天气预报,尤其是中国南方暖季的强对流预报。（2）气块从底层上升时,无论经历的是干绝热还是湿绝热过程,湿静力能守恒,所以总能量的变化就是动能的变化,等于外界合力对气块做功的大小,不存在湿静力能向动能的转换。（3）从本质上来说,单站低层湿静力能的时序变化用于对流预报的意义在于预示着正、负不稳定能量的改变,从而影响不稳定能量的值。这可以弥补由于高空探测时间分辨率较粗,不能计算逐时正、负不稳定能量的不足。      

近53a中国气温异常分布的非线性特征

运用一种基于神经网络的非线性主成分分析法（nonlinear principal component analysis,NLP-CA）对中国1951—2003年53 a四季气温距平场（surface air temperature anomaly,SATA）进行分析,NLPCA第一模态结果显示中国四季气温异常具有一定的非线性特征,并且具有显著的季节性差异,即春、夏两季的非线性较强,秋、冬两季较弱。一维NLPCA对原始气温距平场的近似比一维PCA（principal component analysis）更好地反映了气温场的实际分布情况。     

我国东部夏季雨带的气候分类及其环流特征

利用主分量分析和Ｋ－均值聚类分析的方法，对我国东部夏季雨带进行客观的气候分类。分析表明：当聚类因子（Ｎ＝４），聚类数（Ｋ＝２）时，第２主分量成分是在所有聚类因子中起决定性的因素，它不仅反映出两类不同雨带类型及其强弱的变化，而且在环流特征上具有显著性的差异。     

不同温室气体排放情景下未来中国地面气温变化特征

由于高光谱大气红外探测器（AIRS）有2378个通道,如何从众多的通道中提取主要的有用信息。针对这点,文中提出了基于主成分累计影响系数的通道选择方法。首先,进行通道的预处理。然后,考虑白天的通道组合,分别对温度和湿度雅可比矩阵进行主成分分析,得到每个通道对主成分的累计影响系数,根据累计影响系数的大小,进行通道排序。最后,考虑夜晚的通道组合,加入受太阳光影响的通道。最终得到白天和夜晚的入选通道子集。进行温度和湿度廓线反演的实验表明,该方法用于通道选择是可行的。     

热带和热带外海表温度异常与低空环流特征比较

利用旋转主分量方法（ＲＰＣ），在对西太平洋和印度洋１９８０年１月至１９８８年９月共１０５个月的月平均海表温度（ＳＳＴ）进行分析的基础上，提取热带模及高纬模两种ＳＳＴ异常（ＳＳＴＡ）分布。再通过分析同期８５０ｈＰａ，各气象要素在该两模上的投影，比较低层大气与不同纬度上ＳＳＴＡ相联系的异常特征。结果表明，无论是热带还是热带外地区，暖性ＳＳＴＡ上空均有正的水汽异常及平均流场对月平均水汽输送的异常辐合。两地区ＳＳＴＡ上空８５０ｈＰａ月平均异常的最重要差异表现在流场、高度场及温度场上。热带正ＳＳＴＡ上方８５０ｈＰａ位势高度及温度均为负距平，流场呈Ｇｉｌｌ型的气旋式异常环流。热带外正ＳＳＴＡ上方８５０ｈＰａ高度及温度均为正距平，流场则呈反气旋式异常环流。分析表明，高纬度的这种异常特征主要是由于中高纬度大气的地转性和斜压性较强所致。