夏季青藏高原“湿池”变化特征的小波分析

采用1948-2007年共60年的NCEP/NCAR资料,计算了夏季青藏高原地区的可降水量,并采用小波分析方法对可降水量的变化特征进行分析.结果表明:夏季青藏高原上有一个明显的"湿池",湿池有3个可降水量中心,分别位于高原西南部、高原南侧和高原东南部.湿池3个中心的可降水量变化有着明显的年代际特征,高原西南部以13.9a的周期变化最为明显,高原南侧9.2a的周期变化最为明显,高原东南部时间尺度2.6a的周期变化最为明显.趋势分析表明,高原西南部的可降水量可能开始增加,而高原南侧和高原东南部的可降水量应该依然处于偏少的阶段.     

渔子溪流域水文过程影响因素的特征时间尺度分析

采用渔子溪流域三期遥感影像(1986、1994和2002年)获取该区域的土地利用/覆被资料,并结合实际调查数据、采用斑块驱动模型模拟得到该流域1986~2004年间逐年土地利用变化数据;然后根据该模拟数据以及渔子溪流域不同时间尺度的气象和径流资料,采用逐步线性回归和多元非线性回归方法,对渔子溪流域不同时间尺度下降雨-土地利用-径流系统及其内部各元素之间的关系进行了统计分析,结果表明:(1)不同时间尺度下径流量与降雨量的相关关系具有明显差别,土地利用变化对降雨-径流关系有重要影响,在年尺度上,降雨量对径流量的影响要大于气温对径流的影响,而在月尺度上则相反。(2)不同时间尺度下非线性回归的模拟误差要比线性模拟误差下降1.18%~23.8%,且不同影响因子在不同时间尺度上的非线性程度各不相同。     

不同时间尺度的中长期水文预报研究

为研究中长期水文预报时间尺度对预报精度的影响,选取最近邻抽样回归模型与基于小波分析的组合模型对长江干流典型断面不同时间尺度的径流序列进行中长期径流预报。将1980~2012年的逐日径流资料经过时间聚集方法转换成三天、周、旬、半月、月、双月、季、半年、九月、年等10个不同时间尺度,对高场、寸滩、宜昌、螺山、汉口、大通6个典型断面的径流进行拟合和预报。结果表明:随着预报时间尺度增加,预报精度呈现先降低后提高的趋势,其中,在月时间尺度上预报效果最差,三天和年尺度上预报效果相对较好。     

华南前汛期降水与500hPa高度场耦合关系特征

利用NCEP／NCAR提供的1950～1999年4～6月逐日再分析资料,通过奇异值分解、子波变换等方法分析了华南前汛期降水与500hPa位势高度场耦合关系的多时间尺度特征。结果表明：华南前汛期降水和500hPa位势高度场相互耦合的空间分布型、季节内变化存在明显的年际差异,具有多层次、多时间尺度特征;华南前汛期降水和高度场耦合相关型许多一致的年际、年代际周期表明两者长期变化的耦合关系密切;另外,两者的年代际突变都十分显著。     

区域降水的多时间尺度特征

简单介绍小波分析技术的特点及其在大气科学研究中的应用。用一维Morlet小波变换对重庆地区(单站资料)1960～2000年41年降水资料序列作周期诊断分析,发现重庆市降水存在最为明显的准18年周期振荡,其次也具有11年、3～5年及8年的准周期。Morlet小波变换系数的零点对应于重庆市40余年降水变化的突变点,据此得出降水的多时间尺度特征和规律。无论是较大时间尺度,还是较小时间尺度,重庆市夏季降水、年降水变化均处于较强的偏多期,且偏多的趋势仍较明显,而秋季降水则处于较强的偏少期。     

客观预报中多时刻因子的应用及其效果

分析了在客观预报中单时刻因子与预报量之间存在着时间尺度上的不匹配问题,提出使用多时刻因子的必要性和可能性。对比试验表明,多时刻因子可改善大多数预报方程的质量,有效率达90．0％;多时刻因子使预报误差明显减小,预报方程的残差平方和平均减少23．8％。残差平方和的减少在各种场合有所不同,但呈现出一定的规律性。同时又指出,在多时刻因子中并不是包含的时刻越多越好,以防出现“维数灾”现象。     

多时间尺度气象干旱指数在内蒙古典型草原的适应性研究

利用1981—2015年内蒙古典型草原牧草观测站土壤水分和气象观测资料,对比分析不同时间尺度气象干旱指数与各季节0～20、0～50、0～100 cm深度土壤相对湿度的相关性,探究多时间尺度气象干旱指数在典型草原干旱监测中的适用性,并基于多元回归分析构建各站点不同季节土壤相对湿度的预测模型.结果表明:春、夏、秋三季,内蒙...     

多频段EMIC波共振散射辐射带相对论电子的损失时间尺度研究

作为地球磁层中一种分布广泛的电磁波,电磁离子回旋波(Electromagnetic ion cyclotron waves,简称EMIC波)是地球辐射带相对论电子的重要损失机制.EMIC波通常呈现H⁺、He⁺和O⁺三种不同频段,不同频段对相对论电子的散射效应和损失时间尺度大不相同.准线性理论是定量分析不同频段EMIC波对地球辐射带相对论电子散射效应的重要工具,我们利用基于准线性理论开发的Full Diffusion Code(FDC),分别计算了H⁺、He⁺、O⁺三种频段EMIC波在不同空间范围、背景等离子体条件以及不同传播角模型下对辐射带相对论电子的弹跳平均投掷角散射系数,建立了L=1.5～7,背景等离子体参数α^*(=f_pe/f_ce)=6～30范围内的多频段EMIC波电子散射系数矩阵库.进而,我们计算了辐射带相对论电子在不同频段EMIC波散射作用下的损失时间尺度,获得了在不同磁层条件下EM...     

近60 a广汉降水变化特征及其经济影响初步分析

选取近60 a广汉地区逐日降水资料,结合当地经济数据,应用一元线性回归、累积距平、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,分析了该区域年、季降水趋势及多时间尺度下降水时间序列的周期变化。并引入经济模型研究县域经济产出对天气变化的反应。结果表明：近60 a广汉地区年降水量近似呈正态分布且总体表现为减少趋势,气候倾向率为-22.5 mm/10a,四季降水量总体均呈减少趋势。在较大时间尺度下,广汉地区呈现“多雨～少雨～多雨”的交替变化,并且近两年降雨呈集中分布,夏涝和冬旱发生频率增多。另外,年降水量突变不显著,存在3个明显的主周期,分别为6 a、12 a和28 a。在这种降水气候背景下,降水量变化会显著影响广汉地区经济总产出,相关程度排序为：第三产业>第一产业>第二产业。日降水量介于0～20 mm的低强度降水天气的减少会导致当年地区经济出现下滑,而日降水量>50 mm的极端降水天气并不会对当年地区经济造成显著影响。     

原子钟信号的神经网络模型

时间尺度的连续性要求对原子钟信号进行必要的预测,预测的实质是建立一个模型来逼近原子钟的信号,前向神经网络具有良好的副近非线性 函数的能力,用神经网络模型来预测原子钟信号,并与AD模型的预测结果作了比较。