华北汛期旱涝与中高纬大气环流异常

利用１９８０￣１９９４年ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ月平均高度场和我国测站降水量资料,通过奇异值分解方法探讨了华北汛期降水与５００,２００ｈＰａ欧亚吭纬大气环流这关系,得到与华北汛期旱涝有关的两类异常环流型。     

厄尔尼诺海区海温季节预测比较

利用奇异值分解方法建立多项线性统计气候预测模型,对厄尔尼诺海区各季节海温进行了短期气候预测试验,并采用历史资料独立样本检验的方法,评定不同预报时效的预报技巧。结果表明,不同海区各季节的预报效果相差很大。赤道西太平洋（ Ｎｉｎｏ ４区）有最高的可预报性,在夏季末做冬季海温预报的技巧最高,多数条件下,这个区域的预报性能比较稳定。以海温和南方涛动指数作因子场的预报效果最好,大部分预报以单季的海温和南方涛动指数为预报因子效果较好,但有些预报以连续２季或３季的海温和南方涛动指数作预报因子的预报效果更好。     

东亚冬季风异常与全球大气环流变化 II.冬季风异常对全球热带海温变化的影响

作为冬季风研究系列中的第II部分,首先对第I部分中的强弱冬季风个例所对应的海温状况进行对比研究。然后,利用中国气象局的46年历史资料挑选出多个强弱冬季风个例进行合成分析,以进一步探讨个例分析中的一些主要结果。最后,引用奇异值分解方法来诊断分析冬季风异常对海温的影响。分析结果表明:冬季风异常不但造成了同期大尺度环流形势的差异,而且对后期环流和天气状况也有较大的影响;环流异常的持续性与海温异常的持续性密切相关,海温可能是维持这种持续异常的中介,它在冬夏季环流的隔季相关中起了重要的作用。     

两步SVD在极低频电场透地通信中的应用

在极低频电场透地通信中,通常同步采集 2 个互相垂直的电场水平分量。当收发距较大时,采集获得的电场数据往往具有较小的信噪比,接收信号严重受到噪声的干扰,所传递的信息不清晰甚至错误。因此,当在极低频电场透地通信数据信噪比较低时,需要对其进行滤波处理,压制噪声成分,提高数据的质量。提出了一种两步奇异值分解滤波方法,该方法第 1 步压制极低频电场透地通信数据中较强的噪声,第 2 步在第 1 步的基础上继续压制数据中残留的噪声。将该方法应用到某湖上极低频电场透地通信数据中,处理结果表明,该方法可以有效改善各接收点电场数据的质量,极大地提高了数据的信噪比。     

基于奇异谱分析的静态相对重力观测重力固体潮提取

针对相对重力测量数据中存在的重力固体潮信号,本文提出将奇异谱分析方法（Singular Spectrum Analysis,SSA）应用到相对重力测量数据处理中,在不需要测站坐标等先验信息的条件下从相对重力数据中提取重力固体潮,提供了一种获取重力固体潮的新思路.采用模拟的相对重力数据进行实验,利用SSA方法和小波变换方法分别从模拟信号中提取重力固体潮并进行结果对比,SSA获取的重力固体潮与理论值残差RMS为0.3 μGal,小波方法获取的残差RMS为1.6 μGal.利用CG-5相对重力仪实测数据进行实验,提出一种利用SSA外推时间序列来削弱边界效应的新思路,实验结果显示采用这种方法后重力固体潮值与理论值残差序列的RMS和STD均有所减小.通过实验发现削弱边界效应后SSA提取的重力固体潮与采用Tamura潮波表计算的重力固体潮理论值残差RMS值为2.2 μGal.利用SSA提取的零点漂移值与最小二乘拟合得到的结果基本一致,十天内的差值小于0.4 μGal/d.     

Jason-3卫星高度计回波波形去噪及重定方法研究

针对传统波形重定方法无法有效处理近海区域卫星高度计回波波形中的噪声问题,提出基于奇异谱分析的Jason-3高度计回波波形重定新方法,以进一步提高波形重定数据质量。通过奇异谱分析方法滤除回波波形中包含的噪声信息,提取出主要波形信息,然后进行波形重定处理。对原始波形及去噪后的波形分别进行波形重定处理,比较分析重定海面高。结果表明,本文提出的基于奇异谱分析的Jason-3高度计回波波形重定方法是有效、可靠的,对进一步拓宽卫星测高技术在近海区域的应用具有一定的借鉴意义。     

TSVD解算中选择截断参数的新方法

截断奇异值方法(TSVD)是解决病态问题的一个有效途径,其关键问题是选择适当的截断参数.首先对TSVD方法克服病态性的原理进行了分析,提出适当的截断参数应当使TSVD解达到两个目标:一是能够消除被小奇异值放大的噪声对真解的污染,二是尽量提高解的分辨率以保持解的准确性.然后提出了基于信噪差异指标的选择截断参数的新方法,该方法以TSVD解在不同截断方式下的信噪差异为指标,对TSVD克服病态性的实际效果进行评估,据此选择截断参数.最后通过对航空重力测量数据向下延拓问题的模拟计算,说明该方法的有效性.     

用SSA-MEM分析黑龙江省近45年气温变化

用奇异谱(SSA)-最大熵谱(MEM)分析检测黑龙江省近45年来气温变化的长期倾向和周期振荡,得出黑龙江省近45年气温是增温倾向;年际变化主要有3．7年(44．45个月)和1．85年(22．22个月)振荡;月际变化主要有9．52个月振荡;季节循环在1981～1982年前后有变化,冬季升温明显,夏季升温较弱,年较差减小。     

An analysis of the causes of decadal variations of rainfall in Shandong in summer

The precipitation in Shandong in July, August as well as the whole summer (JJA) and the corresponding 500hPa geopotential height fields are analyzed by means of the SVD (singular value decomposition) methodology. It is found that the general circulations in East Asia and the Western Pacific underwent decadal changes around 1979. The geopotential height, in particular over key areas like the South China Sea and the Philippines, increased after 1979. Corresponding to the changes in the geopotential height, the rainfall in Shandong started to decrease around 1979. The synthesized analysis shows that when the geopotential height at 500hPa level decreases in the key areas, the Western Pacific subtropical high shifts northward and an anticyclonic anomalous cell enforces the southerly flow over Shandong-Korea-Japan, Shandong could experience a wet period. A dry period is likely to occur when the geopotential height increases in these key areas, the subtropical high moves southward or expands westward to a great distance, and a cyclonic anomalous cell controls Shandong. Respective conceptual models for the causative mechanism are obtained for the cases of July, August and the whole summer (JJA).     

基于年际增量法的卷积神经网络模型对中国夏季降水的预测研究

将前冬的500 hPa位势高度、向外长波辐射和海表温度的年际增量作为预测因子,建立基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)的非线性预测模型,对中国160个测站夏季降水展开预测研究,并与基于线性奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)的预测模型进行效果对比。结果表明：CNN在1981—2020年的交叉检验中所回报的降水平均PS评分和距平相关系数(ACC)分别为74.33和0.12,比SVD高2.15和0.06,说明CNN比SVD在整体上对夏季降水具有更好的预测能力。其中,CNN对SVD预测较好年份的预测效果提升较为明显,对SVD预测较差的年份则改进不大。CNN对中国降水预测存在一定的系统性偏差,订正后CNN对拉尼娜年的降水预测改进较大。结果表明,基于年际增量法的CNN预测模型展示出较好的潜在应用价值。