Generation of runoff series at ungauged locations using empirical orthogonal functions in combination with kriging

The method of Empirical Orthogonal Functions (EOF method) is combined with an objective interpolation technique, kriging, to generate runoff series at ungauged locations. In a case study the results are compared to series interpolated by a combination of EOF analysis and regression using catchment characteristics as independent variables. The results are also compared to linear weighting of an existing runoff series, a commonly used method for spatial interpolation. The influence of altitude on the runoff is studied comparing kriging based on 2 and 3 coordinates. The study showed that the capacity of EOF analysis combined with kriging is as good as the traditionally used linear weighting. The results, when altitude is included in the kriging, are improved.     

Analysis of single and tandem cylinder data using an orthogonal Volterra model approach

The development of a definitive predictive model that accurately accounts for the nonlinear hydrodynamics and structural response behavior observed in arrays of closely spaced risers on deep water structures will require a more detailed understanding of this fluid–structure interaction. Through the analysis and interpretation of data from model basin tests on single and paired tandem cylinder configurations this study is directed at uncovering the nature of some aspects of this nonlinear response behavior using an orthogonal third-order Volterra technique that can delineate between linear, quadratic and cubic nonlinear frequency dependent behavior. As part of the analysis procedure the data was organized in input–output pairs that would provide logical groupings of the measured quantities. The data pairs presented in this study include wave excitation and inline cylinder displacement, wave excitation and transverse cylinder displacement, wave excitation and inline reaction force, and, upstream cylinder and downstream cylinder response. This information is presented in terms of spectral and coherence plots. The single cylinder data is presented as a means to contrast the behavior of the tandem cylinders. Both configurations were analyzed at two different pretensions adding another dimension to this investigation. It is shown that although a primary variable such as displacement may be more easily measured, pretension and force measurements provide an important key to our understanding of this difficult problem.     

北太平洋SST的时空分布特征及其与黑潮大弯曲和El—Nino的关系

用EOF分析方法对北太平洋及赤道太平洋地区1949～1979年31年海表面温度距平场进行分解,得到几个主要距平海温模态(EOF1～3),分析了EOF1～3的时空分布特征。得到海温距平场的EOF1和EOF2～3模态分别对E1—Nino事件和黑潮大弯曲有很显著的相关性,指出SST第三模态场对黑潮大弯曲的影响具有很好的持续性,持续时间为1～2年。最后讨论了相互的影响过程,为黑潮大弯曲和E1—Nino事件的预报的可能性提供了依据。     

2013年1月华北灰霾气溶胶光学特性的垂直分布

利用Cloud-Aerosol Li DAR with Orthogonal Polarization(CALIOP)正交极化云—气溶胶激光雷达资料、Aerosol Robotic Network(AERONET)气溶胶观测资料、地面常规气象观测资料和Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT)模式分析了2013年1月份华北地区的3次中重度灰霾天气过程,着重对灰霾天气过程中大气气溶胶的衰减后向散射系数、退偏比和色比等光学参数的垂直分布进行了研究。结果表明,2013年1月份华北地区灰霾天气发生时,低层大气(2 km)以下污染最严重,存在大量的气溶胶粒子。1月29日重度灰霾时气溶胶的后向散射系数增大至0.0045 km-1·sr-1,退偏比大于20%,0—8 km高度范围内的色比值大于100%的比例约为36.3%;气溶胶光学厚度从0.2增大至2.1,Angstrom指数由1.4降至0.9,表明气溶胶光学厚度增加的同时,大气中混合的粗粒子气溶胶比重增加。HYSPLIT后向轨迹模拟结果显示:500 m、1000 m和1500 m 3个高度的气流均途经蒙古国、中国内蒙古自治区、西北地区,最后影响华北地区,表明这次灰霾污染事件除受本地排放的气溶胶粒子影响,还受到源于蒙古国、内蒙古、中国西北部地区远程输送的沙尘影响。     

腐植酸泥浆正交试验优化研究

腐植酸泥浆是非开挖钻进砂层、砾石、卵石以及破碎地层时常用的一种护壁浆液。针对常用的腐植酸泥浆的配方,设计了四因素三水平的正交试验,分析了泥浆性能受各组分影响的主次,然后进行配方优化。把NaCl作为一个正交试验因素,分析了NaCl不同加量对泥浆性能的影响。正交优化后的泥浆性能粘度较高,失水量较小,能较好的满足施工的要求。     

伴随勒让德函数的一个注记

证明了伴随勒让德函数Ｐｎｋ （ｘ） 的导函数Ｐ′ｎｋ （ｘ） 相应于次ｋ 在〔－ １ ， １〕上关于权函数ρ（ｘ） ＝ １ － ｘ２ 具有部分正交性。     

极区地磁亚暴等效电流体系的本征模分析

亚暴是空间天气预报非常关注的磁层事件一般来说, 每一次亚暴事件都包含“直接驱动过程”和“卸载过程”两物理机制的贡献, 它们分别对应磁层大尺度对流过程和亚暴电流楔形成过程为了定量地分离这两种过程所对应的电流体系, 本文使用自然正交分量法对每一时刻的极区电流体系进行本征模分析, 试图得到两种过程所对应的特征电流图案及其随时间的变化分析结果表明, 第一本征模的电流图案呈双涡结构, 对应于“直接驱动过程”, 第二本征模的电流图案反映了极光带西向电集流的基本特征, 对应于“卸载过程”前者无论在平静期间, 还是亚暴期间始终存在, 其强度从亚暴增长相开始增加, 膨胀相期间快速增长, 恢复相期间逐渐减小; 后者在平静期间几乎为零, 亚暴增长相期间变化不大, 直到膨胀相开始才迅速增长, 恢复相期间逐渐减小根据上述分解, 可以对目前普遍用来描述亚暴强度的ＡＥ指数进行修正, 得到分别反映对流过程和电流楔形成过程的相应指数     

用Givens变换解最小二乘问题

Ｇｉｖｅｎｓ变换提供一个不通过组成法方程解最小二乘问题的途径。这种解法具有数值稳定性好、计算效率高和节省内存等优点，它也适用于序贯平差。文中首先介绍了Ｇｉｖｅｎｓ变换的概念，叙述了用Ｇｉｖｅｎｓ变换解最小二乘问题的计算步骤，最后提供了更新未知参数及其协方差矩阵的算法。作为附录，给出了法方程矩阵的三角分解，以补充说明设计矩阵的Ｇｉｖｅｎｓ变换结果。     

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