人工神经元网络方法在沙尘暴短期预报中的应用

使用人工神经网络方法建立了我国沙尘暴短期预报模型 ,该神经网络模型的输入因子是几个物理量场REOF展开的一些时间系数 ,输出为我国有无沙尘暴。结果表明REOF展开技术和人工神经网络方法两种方法的结合对于预测沙尘暴是可行的。     

近52年江淮梅雨的降水分型

根据1954-2005年江淮地区梅雨期间的逐日降水资料,采用旋转经验正交函数分解法(REOF)分析得到,江淮梅雨具有江淮型、江南型、淮河型和两湖型4种优势降水型,都存在着6～7年和准20年的周期振荡.20世纪90年代后表现为江南梅雨型减少、而淮河梅雨型增加的趋势.进一步采用系统聚类法对汀淮梅雨期逐年降水场进行客观分型得到,江淮梅雨分为全流域丰梅型、全流域枯梅型、南丰北枯型、北丰南枯型和南北丰中间枯型共5种雨型.全流域丰梅型具有入梅早、出梅晚、梅雨期长、梅雨量大和梅雨强的特点,而全流域枯梅型正好与之相反.雨带型中,以南北(北)丰中间(南)枯型入梅早(晚),南(北)丰北(南)枯型出梅早(晚),这些特征与雨带的地理位置相对应.江淮各梅雨型均具有明显的年代际变化,20世纪90年代主要对应全流域丰梅型和南丰北枯型,而2000年以后以全流域枯梅型、北丰南枯型和南北丰中间枯型为主.近52年中20世纪60年代(90年代)梅雨期最短(长)、梅雨量最少(多)、梅雨强度最弱(强).最后,从南亚高压位置、高空东、西风急流、西太平洋副热带高压和阻塞高压的位置及维持、垂直速度、季风气流的水汽输送6个方面对比了不同梅雨降水型所对应的大气环流特征及主要差异.     

中国降水分区

Precipitation regimes of China were mapped by using empirical orthogonal function (EOF) analysis with orthogonal rotation based on normalized monthly mean precipitation data at 400 stations from 1961 to 2006.The regional boundaries were defined with the maximum-loading approach.The results identified 13 consistent and contiguous precipitation regions with distinct regional variations in China that are expected to reflect dominant regional patterns focusing on seasonal and interannual precipitation variations.The precipitation regionalization is operationally useful for seasonal and interannual climate predictions.     

1964-2008年辽宁省旱涝时空分布特征及演变趋势

利用1964-2008年辽宁51站降水量资料,采用Z指数和区域旱涝HL指数分析了全区近45a旱涝变化.结果表明:近45 a辽西、辽北以及辽东南地区单站旱涝发生频率均明显高于辽中、辽东地区;区域性洪涝指数逐渐减小,区域性干旱指数逐步增大.对辽宁51站Z指数进行了EOF和REOF分析,可知辽宁旱涝的空间分布特征除受大尺度天...     

Seasonality and causes of the Yellow Sea Warm Current

To study the seasonality and causes of the Yellow Sea Warm Current (YSWC) in detail, rotated empirical orthogonal function (REOF) and extended associate pattern analysis are adopted with daily sea surface salinity (SSS), sea surface temperature (SST) and sea surface height (SSH) datasets covering 1126 days from American Navy Experimental Real-Time East Asian Seas Ocean Nowcast System in the present paper. Results show that in the Yellow and East China Seas, the YSWC is a mean barotropic flow as compensation of winter-monsoon-driven surface currents, which has been directly observed. When East Asia winter monsoon weakens, so do the meridional pressure gradient of the surface seawater and the YSWC, while the transversal pressure gradient changes rather slowly that results in the YSWC left turning. In addition, there is southward mean flow compensation of summer-monsoon-driven surface currents, which actually was also directly ob-served.     

基于统计降尺度方法的夏季降水精细化预报

利用1999—2009年安徽省淮河以南地区60个县市站夏季逐日降水资料和安庆市探空站逐日资料,研究了中低层不同风向配置下局地降水与大尺度降水场之间的关系,以3种不同预报对象及相应的预报因子分别采用神经网络和线性回归方法设计6种预报模型对观测资料进行逼近和优化,从而实现空间降尺度.分析对比6种预报模型46站逐日降水量的拟合和预报效果,结果表明:采取相同的预报对象及预报因子的BP神经网络模型在拟合和预报效果上均好于线性回归模型,可见夏季降水场之间以非线性相关为主;神经网络模型预报结果同常用的Cressman插值预报相比,能很好地反映出降水的基本分布及局地特征;预报对象为单站降水序列的神经网络模型在以平原、河流为主要地形的区域预报效果较好,预报对象为REOF主成分的神经网络模型则在山地和丘陵地形区域预报效果较好.     

中国近50a积雪日数与最大积雪深度的时空变化规律

通过REOF和非参数Mann-Kendall趋势检验法,以1958/1959-2007/2008年度中国557个气象台站的积雪观测资料为基础,对中国积雪日数与最大积雪深度的时空演变规律进行分析.结果表明:东北、新疆北部和青藏高原中东部为中国积雪日数和最大积雪深度的3个大值区;近50a来,春、秋季中国积雪日数和最大积雪深度在整体上呈现缓慢减少的趋势,冬季积雪日数和最大积雪深度呈现增加的趋势.气温是影响积雪产生和维持的重要因素.     

甘肃省近40 a汛期无雨日数异常的气候特征分析

本文利用1960-2001年甘肃省59个气象站的逐日降水资料，统计出汛期(4～9月)各站无雨日数，分析了甘肃汛期无雨日数的基本时空分布特征，并对其标准化后进行经验正交展开(EOF)和旋转经验正交展开(REOF)，研究其异常的空间结构及时间演变规律。结果表明；甘肃省汛期无雨日数自东南向西北呈台阶状增加，甘肃汛期无雨日数异常在空间上表现为一致的增多或减少。旋转载荷向量场(RVL)反映出5个无雨日数异常型。旋转主分量(RPC)揭示了42a甘肃汛期无雨日数的时间演变特征，即甘肃中部、陇南、甘南区无雨日数经历了少～多～少的过程，河西为多～少～多的反抛物线型，气候向更干旱化发展，而陇东元雨日数增加趋势较为明显。     

秋季西沙非台风强降水天气形势分析

利用西沙永兴岛、珊瑚岛的日降水量资料、欧洲中期数值预报中心再分析资料,以及热带气旋最佳路径资料,统计分析了西沙地区降水的气候特征,并用REOF和K-means聚类相结合的合成分析方法,对9-10月该地区非台强降水过程的环流形势进行分类。结果表明:(1)西沙地区在12月到次年4月降水少而在5-11月降水多,降水量最多为9和10月;(2)9-10月西沙地区非台强降水过程的环流形势可分为西南季风槽型、季风槽与冷空气结合型和强冷空气型等三类,其中西南季风槽型主要出现在20世纪90年代的9月,强冷空气型主要出现在10月并在90年代以后明显增多,这主要与南海季风槽在90年代偏活跃,冷空气活动在90年代以后偏强有关。     

西北地区5—9月极端干期长度异常的气候特征

利用西北地区107个测站1960—2004年逐日降水资料,统计5—9月连续无雨日数 (日降水量小于0.1 mm),得到西北地区5—9月的逐年极端干期长度,在此基础上分析了极端干期长度的基本时空分布特征;对资料标准化后进行经验正交展开（EOF）和旋转经验正交展开（REOF）,研究其异常的空间结构及时间演变规律;并利用小波分析方法,分析了极端干期的周期性及突变的时间。结果表明：西北地区极端干期长度的气候平均分布与海拔高度及地理位置有较大的关系。西北地区极端干期长度异常在空间上主要表现为整体一致型,其次表现为东西相反的变化趋势。旋转载荷向量场（RLV）反映出极端干期长度的5个异常气候区：高原东北区,南疆区,青海区,北疆区和西北东南区。5个异常区极端干期长度均存在较明显的2~3 a高频振荡;其次西北东南区存在明显的16 a低频变化周期,而其他各区存在明显的8~11 a低频变化周期。新疆及青藏高原20世纪80年代后极端干期有缩短之趋势。高原东北区,青海区,北疆区的极端干期长度的分布有两个突变点;南疆区、西北东南区则各有一突变点。