IMF Bz周期震荡期间日间热层扰动风的经度差异分析

基于磁层-电离层-热层耦合模型(Coupled Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere Model,CMIT),本文探究了当行星际磁场Bz分量(Interplanetary magnetic field,IMF) 60 min周期震荡时,白天热层扰动风的经度差异特征.由于地磁构型、热...     

线性SDOF体系共振动力响应的Hilbert谱分析

利用HHT方法分析了线性SDOF体系在共振状态下的强迫动力响应,系统地研究了线性SDOF体系在简谐波、线性调频波与正弦调频波输入下处于共振状态时结构动力响应的H ilbert谱与本征模态函数的特征,并且将H ilbert谱、Morlet小波谱及Fourier幅值谱所蕴含的物理意义及分辨率特性进行了比较。研究结果表明,与Fourier幅值谱相比,H ilbert谱在刻画非平稳时程的某些时变特征方面更加直观,其物理意义更加明确,而与Morlet小波谱相比H ilbert谱则具有较高的分辨率。     

集合经验模态分解下中国新疆降水变化趋势的区域特征

降水是中国西北干旱区水资源的重要组成部分,利用合理方法有效认识降水的区域变化规律对指导农业发展尤为重要。基于新疆16个国际交换站1961-2012年降水距平时间序列,利用集合经验模态分解(EEMD)方法,分析了新疆降水变化趋势的多尺度特征,并对其空间差异进行了初步探讨。近50多年来,新疆降水量整体上呈现出非线性的显著增多趋势,且其变化存在明显的年际尺度(3年和6年准周期)和年代际尺度(10年和31年准周期);各周期分量方差贡献率显示年际变化在新疆降水变化中占据主导地位,重构的降水年际变化趋势能精细刻画原始降水序列在研究时期内的波动状况;降水年代际变化揭示了新疆降水在1985年前后气候模态有了显著转换,由原来降水以负相位为主的气候模态转向正相位显著的气候模态;此外,降水变化趋势和转折时间均具有明显的区域差异。EEMD方法有助于加深人们对新疆降水多尺度变化特征的认识,是一种适用于非线性、非平稳信号分析的有效方法。     

午后极光强度与行星际磁场的相关

利用1997年和199年南极中山站多通道扫描光度计的地面观测数据和WIND卫星在弓激波上游对行星际磁场(IMF)的观测数据,对午后高纬极光强度与IMF各分量、以及时钟角之间的相关进行了定量研究. 统计表明,630nm的强度Ir随IMF Bx的增大而减小,其线性相关系数为-0.3;而557.7nm的变化趋势与此相反,其相关系数要低得多. 630nm的强度随IMF By的变化曲线为一"V"形结构,其谷底在By=-3nT附近;557.7nm的强度也有相似的变化趋势,其谷底的位置在By=-2nT附近. 极光强度随IMF Bz的变化曲线为一倒着的"Z"字形结构. 630nm的强度随IMF的模B的增大而增强,其线性相关系数达到0.9,而557.7nm与B之间的相关性要差得多. 极光强度随IMF时钟角的变化曲线为一倒"V"结构,其反转点在θ=130°附近.     

午后极光强度与行星际磁场的相关

利用1997年和199年南极中山站多通道扫描光度计的地面观测数据和WIND卫星在弓激波上游对行星际磁场(IMF)的观测数据,对午后高纬极光强度与IMF各分量、以及时钟角之间的相关进行了定量研究. 统计表明,630nm的强度Ir随IMF Bx的增大而减小,其线性相关系数为-0.3;而557.7nm的变化趋势与此相反,其相关系数要低得多. 630nm的强度随IMF By的变化曲线为一"V"形结构,其谷底在By=-3nT附近;557.7nm的强度也有相似的变化趋势,其谷底的位置在By=-2nT附近. 极光强度随IMF Bz的变化曲线为一倒着的"Z"字形结构. 630nm的强度随IMF的模B的增大而增强,其线性相关系数达到0.9,而557.7nm与B之间的相关性要差得多. 极光强度随IMF时钟角的变化曲线为一倒"V"结构,其反转点在θ=130°附近.     

行星际磁场对极尖区位形变化的统计研究

利用Cluster卫星数据,选取2001—2010年期间的616个极尖区穿越事件,研究了行星际磁场（IMF）的大小和方向对极尖区位形的影响.结果表明：当B_z为北向时,随着B_x负向的增大,极尖区的磁不变纬度向高纬方向（极区）移动;当B_z为南向时,随着B_x负向增大,极尖区的磁不变纬度略微向低纬度方向（赤道）移动.B_x正向增大时,极尖区并没有明显移动.B_x对极尖区影响在南半球较为显著,在北半球没有明显规律性变化.此外,随着行星际磁场锥角的增大（>90°）,极尖区也随之向高纬移动.当B_z南向时,随着B_y的负向增大,极尖区在北半球向晨侧移动,在南半球向昏侧移动.而当B_z南向增加时,南北半球两个极尖区的磁不变纬度都朝赤道方向移动;但北向B_z时几乎没有移动.     

西北干旱区阿克苏河径流对气候波动的多尺度响应

基于阿克苏河流域1960~2010年的气象、水文观测数据,利用集合经验模态分解（EEMD）方法,对研究期内阿克苏河径流时间序列进行多尺度的分析,并探讨其在不同时间尺度上的振荡模态结构特征及其对气候因子的多尺度响应。结果表明：① 近50年来,阿克苏河年径流整体上呈现出显著的非线性增加趋势,且其变化在年际尺度上表现出准3 a和准6~7 a的周期性波动,在年代际尺度上表现出准13 a和准25 a的周期性变化;② 各周期分量的方差贡献率表明,年际振荡在径流长期变化中占据主导地位,年代际尺度在径流变化过程中也起着重要作用。重构的径流年际变化能够较为详细地描述原始径流序列在研究时期内的波动趋势,重构的径流年代际变化则有效揭示了阿克苏河径流在不同年代丰、枯水期交替出现的状态。③ 在年际尺度上径流与气温、降水和潜在蒸发都表现为不显著的正相关关系,而在年代际尺度上,径流量与气温和降水均表现为显著的正相关关系,与潜在蒸发表现为显著的负相关关系,且在年代际尺度上相关性和显著性明显强于年际尺度,表明年代际尺度更适于评价径流对气候波动的响应。结果表明EEMD是一种甄别非线性趋势和尺度循环的有效方法。     

极点对称模态分解下中国新疆温度变化趋势的区域特征

基于新疆16个国际交换站1957-2012年年平均温度时间序列,利用极点对称模态分解(ESMD)方法,分析了新疆温度序列的非线性趋势变化特征,并对其空间差异进行了初步探讨。结果表明：50多年来,新疆年平均温度整体上呈现出显著的非线性上升趋势,且其变化存在明显的年际尺度(2年和8年)和年代际尺度(10年和25年);各分量方差贡献率显示年际变化在新疆整体温度变化中占据主导地位,重构的年际变化趋势能精细刻画原始温度序列在研究时期内的波动状况;重构的年代际变化揭示了新疆在1997年前后气候模态有了显著转换,由原来温度以负相位为主的气候模态转向正相位显著的高温气候模态;年平均温度非线性变化趋势具有明显的区域差异,北疆以上升为主,东疆表现出先降后升,南疆变化较为复杂。同时,结果还表明ESMD是一种很好的甄别大尺度循环和非线性趋势的方法。     

主控模态函数及在水位数据分析中的应用

在快速滤波分解信号为最宽带通本征模态函数方法（简称FFDSI方法）的基础上,引入了主控模态函数的概念。将其应用于Chichijima水文站水位信号,从中分解出3个96．93％-主控模态函数,分别代表着不同于调和分潮,且与天体运行规律更加吻合的3种模态潮型。由此可见,主控模态函数在信号分析中的应用价值。     

两次磁暴期间广东电网地磁感应电流的分析

地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current, GIC)会对低纬和赤道地区高压电网安全运行构成威胁.本文利用广东肇庆地磁台在2006年12月14—15日,2015年3月17日两个磁暴发生期间监测到的地磁场数据,研究和计算了广东500 kV电网两条输电线路上由地磁暴激发的GIC,并利用NASA Space Physics Data Facility网站提供的太阳风和行星际磁场数据分析了该区电离层赤道电急流(Equatorial Electrojet, EEJ).结果显示:广东500 kV电网输电线路易受地磁暴引发的GIC干扰.GIC除和输电线路的长度、线路所处的地貌特征、沿海输电线路遭受到的海岸效应有关外,赤道电急流在GIC的激发方面起着重要的作用.赤道电急流对GIC的影响发生在地磁暴的急始期,也发生于地磁暴的主相期,和行星际磁场B_z在太阳风动压增加时产生的南向偏转有关.