The hindcast of winter and spring Arctic and Antarctic Oscillation with the coupied climate models

研究评估了耦合气候模式对冬、春季北极涛动(AO)和南极涛动(AAO)的预测效能.结果表明,模式对于北极涛动和南极涛动的模拟能力都是比较强的,其中,对冬季的模拟能力要强于春季.冬季,几乎所有的模式都能很好地模拟出对流层内北极涛动的空间分布形态特点,空间相关系数很高.春季,大部分模式的模拟结果仍然是比较好,与再分析资料结果的空间相关性比较高.对于南极涛动,模式在全年对流层各个层次上都能比较好地刻画其空间分布,且模式在850 hPa等压面上的空间模拟效能要稍强于海平面.相对来说,冬季的模拟效果也稍强于其他季节,但是,差异不显著,模式与模式的差别也比较小.另外,模式对于北极涛动和南极涛动的时间序列模拟能力有限,时间序列相关系数只有少数几个模式达到显著性水平.     

改进的经验正交函数分析方法及其效果验证

基于中国站点网气候资料,简要介绍了经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)与改进的经验正交函数(adjusted EOF,AEOF)分析方法的关系,给出了验证其分析效果的方案;并将EOF、AEOF分析方法应用于中国160站60 a(1951—2010年)夏季气温距平场序列的分析。结果表明:AEOF分析方法前6个模态的模方拟合率和累积模方拟合率均高于EOF分析方法的相应量;AEOF分析方法前3个模态的典型场对夏季气温距平场序列的模方场的拟合效果明显优于EOF分析方法。由此论证了EOF分析方法中资料均匀化订正的必要性,验证了实际分析中AEOF分析方法的较优效果。     

气象场序列几种插补方案的对比试验

采用基于 Ｅ Ｏ Ｆ Ｓ的主分量回归（ Ｐ Ｃ Ｒ）、 Ｅ Ｏ Ｆ Ｓ迭代法（ Ｉ Ｅ Ｏ Ｆ）和基于主分量典型相关的典型变量回归（ Ｃ Ｖ Ｒ）３ 种不同的统计插补计算方案,对同一区域同一种气象要素序列进行缺测资料的插补试验。结果表明,各种方案插补精度都与参数选择有关,无论缺测站点空间分布类型如何,当缺测点数小于 ６０ ％ 时,３ 种方案均有较好效果,以 Ｃ Ｖ Ｒ 最佳,且随缺测年数增长, Ｃ Ｖ Ｒ 优势更显著。     

利用雷达资料选择可播区域

利用雷达回波资料,使用分块法,把整个回波区域划分为小块矩阵,确定各小块可播性,然后把小块矩阵作为稀疏矩阵来处理,采用正交链表存储方式,使用相邻搜索算法,自动找出所有可播区域,并应用c 语言描述该方法的实现算法以及采用的相应数据结构和存储结构,从而解决了使用雷达资料选择可播区的问题。     

中国东部夏季雨带推进过程的年际、年代际变化

利用中国东部355站夏季逐日降水资料,定义了空间均一化降水指数,并利用联合经验正交展开(EEOF)等方法研究了中国东部夏季雨带推进过程的年际变化和年代际变化特征.结果表明:中国东部夏季雨带以110°E为界分东西两个雨带中心向北推进,且由于两雨带进程不一致,致使整个东部夏季雨带呈东北-西南向向北推进;当雨带推进偏强时,雨带易偏北,夏季多出现Ⅰ型降水分布,雨带推进偏弱时,雨带易偏南,夏季多出现Ⅱ型、Ⅲ型降水分布;中国东部夏季雨带推进强度在1966年和1979年发生明显突变,1957-1966年雨带推进偏强,而在1979-1989年雨带推进偏弱.     

南宁典型空气污染和清洁过程的近地层流场分析

利用广西地面自动气象站资料及南宁空气污染物浓度等资料,通过EOF和矢量和等方法,对选出的典型空气污染过程和清洁过程的近地层流场进行分析得出：典型污染过程大尺度系统较弱,受局地中小尺度环流系统影响,污染物局限在当地,出现严重的污染天气;而清洁过程大气对流活动较活跃,主要受大尺度环流系统影响;污染过程风矢量和较小,扩散条件较差;清洁过程风矢量和较大,利于污染物扩散.     

四川省小麦产量的自然正交分解模型

利用四川省小麦历年产量重构二维时变矩阵,进行自然正交展开后得到了三种产量分解模型.在每种模型中,可将小麦产量分解成了三个产量分量之和,即小麦产量Y＝Y1+Y 2+Y3.这些产量分量不仅反映了生产力水平增长对产量趋势的作用,也反映了气候环境因子波动对产量年际变化的综合影响.该方法与传统的产量分解模型相比,具有计算简单客观、各种分量同时一次分离和分量之间相互独立的特点,为农作物产量分解和预报提供了一种新的思路.     

青藏高原气温变化及其异常类型的研究

利用青藏高原81个气象台站近30年年平均气温、午平均最高、最低气温资料,采用EOF、REOF、气候线性趋势分析以及累积距平法等方法对青藏高原气温的时空分布特征及其异常类型进行了分析。结果表明：青藏高原年平均气温、年平均最高、最低气温空间变化在具有很好的主体一致性的同时,存在着南北及东西分布的差异,大地形特别是高原主要山脉走向对气温的空间分布具有十分明显的影响;其年际波动呈现出明显的上升趋势,并在20世纪80年代中后期发生过突变;其空间异常类型主要受地形和冷空气活动的影响较为显著。     

江西省早稻雨洗花灾害时空变化及分区

雨洗花灾害是江西省早稻的主要农业气象灾害之一。基于1981-2017年江西省早稻种植区81个气象站逐日降水量资料和14个水稻观测站发育期和产量资料,利用旋转经验正交函数分解（REOF）等方法,探讨江西省早稻雨洗花灾害的时空变化和分区特征并得到典型场。结果表明:江西省早稻雨洗花灾害发生频率总体呈东北高、西南低,赣北南部高、两侧低的分布特征,高值区位于萍乡北部、宜春南部、新余、南昌、抚州北部至赣东北地区,发生频率在60%以上,低值区位于赣州和吉安西南部,发生频率低于40%。轻度雨洗花灾害持续影响江西省大部分地区,且自1992年以来呈现发生频率增加、影响范围扩大的趋势;重度灾害主要发生在赣东北,经历了两个活跃期和两个低发期。根据REOF分析结果,可将江西省早稻雨洗花灾害划分为赣北南部、赣中、赣东北、赣南和赣北北部5个区域。赣东北为重度雨洗花灾害高风险区,赣北南部为轻度雨洗花灾害高风险区,赣中、赣北北部为轻度雨洗花灾害次高风险区,赣南为雨洗花灾害低风险区。     

青海高原春夏云量场的EOF分析

主要利用青海省26个代表站1970—2002年33a的春夏(3—8月)地面观测总云量资料，采用经验正交函数(EOF)和累积距平法对高原春夏平均总云量的时空分布特征和变化趋势进行了分析。结果表明：经EOF分解后的前三个特征向量累积方差贡献达80．4％，青海高原春夏平均总云量不但具有变化趋势基本一致的特征，而且存在着东西、南北不同分布类型的差异，云的形成分布受地形抬升和大气波动影响比较明显；春夏平均总云量的年际波动变化呈现出较明显的下降趋势，30多年来春夏平均总云量经历了一次大的波动，70年代至80年代末平均总云量变化趋势为持续上升阶段，自1989年以后为下降阶段。