利用经验正交函数方法(EOF)浅析中国夏季降水时空分布特征

根据1951～2000年中国夏季月降水资料,用经验正交函数方法(EOF)分析了中国夏季降水分布特征和旱涝情况.     

降尺度方法中初始资料处理的研究

从 GCM模式预测结果获取区域尺度特征的气候变化的统计方法被称为 Downscaling方法 ,它主要是通过区域气候尺度的预报量与 GCM模式输出或大尺度地面观测资料建立统计模式。在建立模式之初 ,研究各种尺度资料的匹配是至关重要的问题。本文在不同的站点数量、区域网格分辨率和差值影响半径的条件下 ,对资料处理方法的可行性和结果的可靠性作了分析探讨。结果说明 :一个大尺度网格箱内用 2 0个站点资料代替 4 0个站点的资料是可行的 ,并且确定了最佳插值方案 :当次网格分辨率取 1°× 1°时 ,插值影响半径应取 1;当次网格分辨率取 0 .5°× 0 .5°时 ,插值影响半径应取为 2。本文还对温度场、降水场及其对应的 EOF场进行了比较试验 ;并做了温度场、降水场与同步海平面气压场 (SL P)的单点线性相关分析     

基于EOF的实时三维电离层模型精度分析

讨论了建立基于EOF(empirical orthogonal runction)的实时三维电离层模型的方法,利用欧洲区域14个IGS跟踪站全天的观测数据模拟实时数据流进行了实验,将这种方法与二维球谐函数模型的结果进行了比较,结果显示基于EOF的实时三维电离层模型全天的模型残差以及与实测值偏差的均方根都在0.2 m以内,优于二维球谐函数模型。     

Estimating the retrievability of temperature profiles from satellite infrared measurements

A method is developed to assess retrievability, namely the retrieval potential for atmospheric temperature profiles, from satellite infrared measurements in clear-sky conditions. This technique is based upon generalized linear inverse theory and empirical orthogonal function analysis. Utilizing the NCEP global temperature reanalysis data in January and July from 1999 to 2003, the retrievabilities obtained with the Atmospheric Infrared Sounder （AIRS） and the High Resolution Infrared Radiation Sounder/3 （HIRS/3） sounding channel data are derived respectively for each standard pressure level on a global scale. As an incidental result of this study, the optimum truncation number in the method of generalized linear inverse is deduced too. The results show that the retrievabilities of temperature obtained with the two datasets are similar in spatial distribution and seasonal change characteristics. As for the vertical distribution, the retrievabilities are low in the upper and lower atmosphere, and high between 400 hPa and 850 hPa. For the geographical distribution, the retrievabilities are low in the low-latitude oceanic regions and in some regions in Antarctica, and relatively high in mid-high latitudes and continental regions. Compared with the HIRS/3 data, the retrievability obtained with the AIRS data can be improved by an amount between 0.15 and 0.40.     

2012年大规模米氏凯伦藻赤潮前后年份春季福建沿海温盐及环流结构对比

近岸海域营养物质普遍充足,因此水文气象过程往往成为赤潮暴发最重要的控制因素。基于福建海洋预报台提供的模式数据,通过对比分析2011-2013年3-5月福建近岸的温度、盐度、环流和上升流结构,阐述了2012年春季福建近岸米氏凯伦藻赤潮暴发的特殊水文结构特征,并通过经验正交函数（empirical orthogonal function,EOF）分析方法探讨了此次赤潮暴发的主要水文原因。结果表明：（1）与其他年份相比,2012年3月福建近岸浙闽沿岸流偏强,海温偏低,不利于东海原甲藻的生长。（2）3月下旬福建近岸温度较其他年份升高迅速,与台湾暖流强度变化有关。（3）3月底-5月18日赤潮暴发前,福建近岸海域整体偏暖,持续的东北风带来稳定的水体向岸流动,水平和垂向上各项要素变化较弱,为米氏凯伦藻赤潮暴发提供了稳定、适宜的环境条件。（4）5月18日赤潮暴发后一周内,赤潮优势种由东海原甲藻转变为米氏凯伦藻以及米氏凯伦藻赤潮整体稍向东迁移的过程,与近岸水温上升至24℃,且东北风转为西南风引起较弱的水体离岸流动有一定关联性。     

南海北部深层近惯性振荡信号研究

本研究通过分析布放在南海北部的着陆器流速数据,研究一支蓝移的近惯性振荡信号,发现该信号可以传到600m水深以下,持续时间为11月3—16日。该信号的最大的东向流速为0.133m/s,最大南向流为0.124m/s。谱分析发现垂向流速呈现出5个不同的流核,最强流核发生在600—650m位置。近惯性能量下传速度为67±5m/d,从600m下传到1000m的位置能量耗散18%。经验正交函数(empiricalorthogonalfunction,EOF)分解结果显示,这次近惯性振荡信号开始是第一模态占主导,随后变成高阶模态为主导的形式。由于不知道其信号生成的源头,所以无法确定近惯性振荡形成原因,结合前人的研究结果,可以排除台风引起此次近惯性振荡信号的生成。卫星的海表高度异常显示,此时的正涡度有利于此次近惯性振荡发生蓝移特征。     

基于EOF法的长江口高潮位时空变化特征研究——长时间序列的高潮位EOF分析

根据长江口6个主要潮位站1993-2008年潮位资料,通过经验正交函数分析法(EOF法)分析了长时间序列和三峡工程前后月平均高潮位变化规律以及2000年的日高潮位变化规律,并探究其影响因素。结果表明:EOF分析前三个主成分贡献率为98.19%,可以反映潮位变化的主要过程。EOF1的影响因子是径流量,在空间上均为正值,呈上游至下游递减趋势,时间系数呈季节性变化;EOF2的影响因子是月平均海平面变化,在空间上有明显的分布差异,时间系数总体有上升趋势。三峡工程前后影响因子的作用有一定变化,径流量的影响增强,海平面减小。徐六泾以上河段的潮位站受径流丰枯影响,徐六泾以下高潮位受平均海平面控制更大。     

基于高精度海洋动力模型的珠江口羽状流季节和年际变化规律研究

基于高精度海洋动力模型FVCOM (finite-volume community ocean model), 模拟分析了1999—2010年珠江口羽状流的季节和年际变化规律, 并结合经验正交函数(empirical orthogonal function, EOF)分析探讨了影响珠江口羽状流扩展变化的主要动力因子。采用模拟时段内的现场观测数据对多年模拟结果进行验证, 结果表明模型具有较高的精度, 能够较好地模拟珠江口羽状流的扩展变化规律。模拟结果显示, 珠江口羽状流存在显著的季节变化。夏季, 受大径流和西南风的影响, 羽状流的扩展呈现双向特征, 即粤西沿岸扩展和粤东离岸扩展同时存在, 扩展范围最大; 冬季, 径流衰减为最小值, 风场转变为强烈的东北风, 羽状流被紧紧挤压在西岸, 形成狭窄的条带状, 扩展范围最小; 春、秋两季属于过渡季节, 羽状流扩展情况类似, 均表现为沿岸向粤西扩展。年际变化层面, 夏季羽状流的年际变化最为显著, 呈现粤东扩展占优型、近似对称型和粤西扩展占优型三种形态; 春季羽状流的年际变化次之, 羽状流的差异主要体现在珠江口和粤西海域; 秋、冬两季羽状流的年际变化较小, 尤以冬季最小。EOF分析的第一模态可以解释整体变化的91.2%, 反映了径流量对珠江口羽状流的影响; 第二模态可以解释整体变化的4.1%, 反映了盛行风对珠江口羽状流的影响。     

ROTATED COMPLEX EMPIRICAL ORTHOGONAL FUNCTION(RCEOF)ANALYSIS:THEORY AND EXAMPLES—PART I

In this paper,a new diagnostic method,the rotated complex empirical orthogonal function(RCEOF)analysis is developed.The general principle and the mathematical foundation of RCEOFare discussed.     

ROTATED COMPLEX EMPIRICAL ORTHOGONAL FUNCTION(RCEOF)ANALYSIS:THEORY AND EXAMPLES—PART I*

In this paper,a new diagnostic method,the rotated complex empirical orthogonal function (RCEOF) analysis is developed.The general principle and the mathematical foundation of RCEOF are discussed.