Generalized maximum-likelihood estimation of variance components with inverted gamma prior

A new method for the estimation of variance components is presented. The proposed method combines the concept of maximum-likelihood estimation with the Bayesian approach and facilitates computationally efficient introduction of prior information into the estimation process. Received: 22 April 1998 / Accepted: 19 April 1999     

Homogeneity testing: How homogeneous do heterogeneous cross-correlated regions seem?

The homogeneity of the flood frequency regime for a given pooling-group of sites is a fundamental assumption for many regional flood frequency analysis techniques. Assessing regional homogeneity is a critical step, which may be complicated by the presence of cross-correlation among flood sequences. The scientific literature proposes a number of statistical homogeneity tests and documents that inter-site correlation of floods is normally not negligible, but does not specifically address the impact of cross-correlation on such statistical tests. This paper analyzes the effectiveness of a well-known homogeneity test proposed in the scientific literature in the presence of inter-site cross-correlation through a series of Monte Carlo experiments. The numerical experiments enable us to comment on a possible theoretical correction for the test and to identify an empirical tool that accounts for the impact of inter-site cross-correlation of floods.     

极大验后估计及其在扩建网中的应用

本文基于未知参数具有先验正态分布的广义Ｇ－Ｍ模型，推导了未知参数和方差因子的极大验后估计公式，证明了未知和的极大验后估计是无偏、有效估计量，方差因子的极大验后估计有偏，并推导了方差因子的边缘极大验后估计，证明了它的无偏及有效性，作为应用，本文最后证明了扩建网极大验后平差成果等于新旧网整体平差成果。     

基于Backus-Gilbert理论的孔隙介质核磁共振弛豫反演

孔隙介质核磁共振(NMR)弛豫数据的多指数反演在NMR测井和岩心分析中均非常重要.本文基于Backus-Gilbert(BG)理论,提出一种NMR弛豫多指数反演的新方法.从解的非唯一性出发,不仅构造出一种解估计,更重要的是评价各种可接受的解估计,通过引入解估计分辨率和解估计方差对解进行评价,找出最佳折中解.通过算例,比较了新方法与传统正则化方法的效果,结果表明新方法具有明显优越性,在低信噪比条件下解稳定.最后分析了新方法的影响因素.     

基于多颗低轨卫星的SLR台站坐标几何解算方法

卫星激光测距(SLR)技术作为卫星精密定轨手段和轨道检核重要方法,激光反射器已经成为重力卫星和测高卫星等低轨卫星的基本载荷.经典的SLR台站坐标是使用动力学方法计算的,本文根据多颗低轨卫星(LEO)多历元的激光观测数据,采用几何方法开展地面SLR测站坐标计算.通过组建低轨卫星群实现对全球激光站的动态观测,为了合理配置不同低轨卫星间观测值权重,削弱低轨卫星群可能存在的系统性偏差,提出采用方差分量估计组合的最小二乘法进行解算.实测结果显示,解算出SLR台站坐标框架解与SLRF2014差异平均值在25.1 mm,外符合精度达到1~2 cm.该方法避免了复杂动力学模型,SLR台站坐标的几何计算方法既可以作为激光测站框架解算手段之一,同时将LEO卫星群作为空间并址站实现不同技术地球参考框架间的融合.

     

大量高铁地震事件的属性体提取与特性分析

列车在高铁上运行能够产生大量的高铁地震事件,这些地震事件既包含了作为震源的列车本身的结构信息,也蕴含了高铁线路的地质环境信息.本文提出了一种频率-空间-时间（FXT）属性描述大量高铁地震事件之间的关联.在FXT属性上,高铁地震信号之间的关联表征为在频率坐标轴F上相互对齐、在空间位置坐标轴X和事件到达时间坐标轴T上连续变化的分立谱线.本文对课题组在深圳为期两天的观测采集得到的4500余条高铁地震信号进行了FXT属性的提取,并对FXT属性进行了统计特性的分析：方差分析表明,高铁线路的地质环境的变化对高铁地震信号特征的影响大于不同列车的结构差异对高铁地震信号特征的影响;聚类分析表明,高铁地震信号的特征按接收点位置能够无监督地聚类为和高铁线路途经地质环境相关联的不同类别.通过上述分析表明,高铁地震信号中蕴含着丰富的可解释的高铁运行地质环境信息,具备对高铁列车运行安全进行监测的潜力.

     

The spectral composition of fluxes and variances over land and sea out to the mesoscale

We discuss the accuracy requirements for measuring mesoscale (roughly horizontal scales > 10 km or 5 to 10 times the planetary boundary-layer (PBL) depth) fluxes in the convective PBL, and the ability of current research aircraft to achieve this accuracy. We conclude that aircraft equipped with inertial nagivation systems capable of < 3 km hr⁻¹ navigational accuracy are able to resolve mesoscale fluctuations in velocity, and thus variances and fluxes on the mesoscale. We then discuss measurements of velocity and scalar spectra, and cospectra of vertical velocity with horizontal velocity components and scalars, obtained from long flight legs with the National Center for Atmospheric Research Electra aircraft over the boreal forest of Canada in summer during the BOreal Ecosystem-Atmosphere Study (BOREAS), over the tropical Pacific Ocean from the Tropical Ocean Global Atmosphere Coupled Ocean-Atmosphere Response Experiment (TOGA COARE), and over the East China Sea during wintertime cold-air outbreaks from the Air Mass Transformation Experiment (AMTEX). Each of these studies has somewhat different forcings and boundary conditions, so we can compare their consequences on the spectra and cospectra. On average, we found no significant scalar or momentum fluxes for horizontal scales > 10 km. We also develop a simple model based on observed thermal structure to explain the phase angle between vertical velocity and the along-wind horizontal velocity as a function of height, which shows good agreement with the observed phase angle in AMTEX. The National Center for Atmospheric Research is sponsored by the National Science Foundation.     

近百年长江中下游梅雨的年际及年代际振荡

利用一种小波变换和统计检验相结合进行气候突变检测的新方法, 分析了1885~2000年长江中下游梅雨强度序列多尺度层次的谱系结构, 并对各层次的突变点进行统计显著性检验; 利用小波能量密度研究了梅雨强度年际及年代际振荡随时间的演变及其方差贡献。结果表明:就大尺度而言, 近百年梅雨强度以1941年为界分成强、弱两种状态, 同时, 在不同时间尺度的层次上, 还存在多个突变点, 例如, 在梅雨较强的1885~1941年阶段中, 含有两个梅雨相对弱的时段, 在梅雨较弱的1942~2000年阶段中亦存在1991~2000年梅雨相对强的时段; 2~3年和6~7年振荡在长江中下游梅雨强度的年际变化中占有较大方差贡献, 其中1978~1987年和1996~2000年段2~3年振荡的方差贡献较大, 1920~1932年段6~7年振荡的方差贡献明显; 在长江中下游梅雨强度的年代际变化中, 23~24年和36~37年振荡的方差贡献在20世纪40年代以后比较突出。     

T63L16气候模式预报能力的空间尺度分布研究

采用球谐谱展开和方差分析方法,利用1970-2003年NCEP再分析500 hPa高度场资料和国家气候中心T63L16月动力延伸预报业务回报1982-2002年的结果,研究了T63L16模式逐日预报可预报能力的空间尺度依赖特征和对于中期预报的可预报稳定分量.分析表明,T63L16模式预报能力在总波数n上具有各向同性,其主要的误差发生在波数为5-10的天气尺度波.基于对T63L16气候模式500 hPa位势高度场球谐系数内部方差和该物理量气候外部方差之比R演变特征的分析,本文定义了模式26-40 d预报的方差比的平均作为R的临界值来定量地确定T63L16模式对不同空间尺度气象场的可预报期限,并引入波能谱为权重系数研究了模式可预报期限与纬向波数和总波数的关系.结果显示该模式的逐日可预报期限与纬向波数和总波数、以及季节均有关系.可预报期限在整体上随着空尺度的减小而逐渐缩短,但并不是纯粹的单调递减;对于纬向2波分量的可预报期限比3-5波要短,町能是由于该模式对表征东亚大槽和北美大槽的2波的刻画相对不够好.另外,对季节平均的中期预报可预报稳定分量的考察表明,就全球而言,对于提前6 d以上的预报,夏季具有的可预报稳定分量为纬向波数小于12或总波数在17以内,其他季节为纬向波数小于7或总波数小于13;对于提前11-15 d的预报,冬夏两季的可预报稳定分量为纬向波数小于5或总波数小于10,春(秋)季节为纬向波数小于3(2)或总波数不大于8(7).这为针对该尺度发展新的预报策略和方法、改进预报效果,提供了依据.     

地壳形变干扰因素有效性的判别

建立地壳形变模型时需要考虑外界因素的影响，为此必须判断外界干扰因素显著性，常用的经典方差分析判别法要求干扰因素之间是相互独立的，而实际上干扰因素之间经常产苤满足这一条件，本文提出基于加权最小二乘准则下的方差分析理论，它容许干扰因素之间互相相关，从理论上较好地解决这一问题，文中导出和论证了相应的公式，并以实例讨论了它的应用。