黄土高原春季降水对青藏高原感热异常的响应

利用1961—2000年黄土高原56站的春季降水和NCEP/NCAR再分析资料,采用SVD方法分析了黄土高原春季降水与青藏高原地面感热的关系。结果表明,黄土高原春季降水量与青藏高原地面感热的前两个模态代表了两场间的主要耦合特征,具有高度的时空相关。青藏高原感热对黄土高原降水影响最显著的区域在西部和南部、北部。前期高原感热场的第一、二模态对黄土高原春季干旱的预测具有指示意义。     

基于SVD和修正Z指数的汛期旱涝预测及其应用

利用奇异值分解(SVD)方法、500hPa高度场、太平洋海温场和降水资料,建立起汛期降水的预测方程;经过适应本地化的Z指数修正,将预测结果转化为旱涝等级;将SVD技术与修正的Z指数结合起来,实现旱涝的气候预测;将研究成果推广应用到气象、防汛抗旱部门。结果表明:1)影响江淮分水岭地区汛期降水的因子有5个,分别是太平洋地区2个,印度半岛附近2个,欧洲地区1个;2)理论上的Z指数等级不符合江淮分水岭地区的实际状况,因而必须对Z指数进行修正。经过修正后的各个旱涝等级的划分概率较为合理,说明Z指数的5级指标是可靠的;3)利用5个影响因子可以建立汛期降水量与影响因子之间的预报方程,在共计8年的旱涝滚动预测和实况检验中,等级相符的有7年,只有2003年的预测试验相差一个等级,5级的预测准确率达到87.5%;4)经过气象、防汛抗旱部门2008年的应用,旱涝等级的预测意见和实际基本吻合,说明预测技术的应用情况良好。     

基于奇异谱分析的南方涛动指数短期气候预测试验

The Southern Oscillation Index (SOI) time series is analyzed by means of the singular spectrum analysis (SSA) method with 60-month window length. Two major oscillatory pairs are found in the series whose pe riods are quasi-four and quasi-two years respectively. The auto-regressive model, which is developed on the basis of the Maximum Entropy Spectrum Analy sis, is fitted to each of the 9 leading components including the oscillatory pairs. The prediction of SOI with the 36-month lead is obtained from the reconstruction of these extrapolated series. Correlation coefficient between predicted series and 5 months running mean of observed series is up to 0.8. The model can successfully predict the peak and duration of the strong ENSO event from 1997 to 1998. It＇s also shown that the proper choice of reconstructed components is the key to improve the model prediction.     

1948～2004年全球越赤道气流气候变化

利用1948年1月～2004年12月逐月NCEP/NCAR的全球1000 hPa、850 hPa、700 hPa、600 hPa、500 hPa、400 hPa、300 hPa、200 hPa、150 hPa、100 hPa的10层经向格点风,计算了全球越赤道气流和年变化,分析了全球850 hPa越赤道气流通道的时、空变化特征。指出在研究的时间段内,全球850 hPa越赤道气流有明显的长期趋势变化和年代际变化。近57年,6～8月的45～50°E、5～9月的105～115°E、5～9月和5～11月的130～140°E、2～4月的20～25°E的越赤道气流有明显的加强,6～8月的50～35°W的越赤道气流减弱。夏季索马里的越赤道气流,平均每10年增强0.25 m/s,而130～140°E,5～9月的越赤道气流,平均每10年增强0.32 m/s。奇异谱分析表明,850 hPa越赤道气流的年代际变化和趋势变化的方差贡献达到35%～45%。年际变化的方差贡献不超过30%,还指出夏季太平洋的越赤道气流的强度变化与南方涛动有明显关系,弱南方涛动时,有强的越赤道气流。而索马里急流强度与北大西洋涛动有弱的正相关。     

东亚地区春冬季与夏季大气环流异常相互关系的研究

利用1951~2000年共50年的北半球500 hPa月平均高度距平场资料和奇异值分解技术（SVD）,重点对东亚地区季节间大气环流异常的相互关系进行了初步探讨。结果表明,东亚地区季节间大气环流异常存在着较为密切的关联,并且这种明显的非同步联系具有时空相关显著的特点,尤其是夏季大气环流异常与其前冬和前春大气环流异常的联系更为密切。当前冬和前春北半球东亚大槽和北美大槽及蒙古高压偏强（或偏弱）,极涡偏弱（或偏强）,中高纬度盛行经向环流（或纬向环流）,以及低纬和热带地区高度正距平（或负距平）明显时,则对应于夏季东亚地区西太平洋副高和鄂霍次克海阻高强度偏强（或偏弱）,位置偏南（或偏北）,贝加尔湖阻高强度也偏强（或偏弱）,但位置偏西（或偏东）的大尺度环流形势出现。当春季北半球大气环流具有上述特点以及夏季鄂霍次克海阻高和西太平洋副高强度偏强（或偏弱）,位置偏南（或偏北）,且极涡较弱（较强）时,则东亚地区秋季大气环流对应于蒙古高压加强（或较弱）,西太平洋副高减弱（或加强）,并向南和向东移动（或移动较慢）,极涡向南扩散（或扩散减弱）,大气环流向冬季过渡加快（或减慢）。另外,大气环流异常还具有一定的持续性特征。     

Relationship between North Pacific SST anomalies and the atmospheric circulation anomalies in January 2008

Based on the NCEP (National Centers for Environmental Prediction) data, the relationship between the Sea Surface Temperature Anomalies (SSTAs) in the North Pacific and the atmospheric circulation anomalies in January 2008 is analyzed in this study. The SSTA mode most correlated with the Geopotential Height anomalies (GHAs) in January 2008 in the North Pacific exhibited a basin-wide horseshoe pattern with a warm center in November 2007. This persistent SSTA pattern would induce positive GHAs in the Aleutian Low area and East Asia and the northward extension of the West Pacific Subtropical High in January 2008 by maximum diabatic heating in the atmosphere over the Kuroshio Oyashio Extension (KOE) area, leading to the occurence of the circumpolar trough-ridge wave train anomaly in January 2008.     

奇异值分解和奇异交叉谱分析方法在华北夏季降水诊断中的应用

利用1965~2000年华北5省市及相邻省73个地面观测站逐月平均降水场及北半球500 hPa高度场、北太平洋海温场资料, 采用奇异值分解 (SVD)、奇异交叉谱 (SCSA) 分析方法, 将华北夏季降水场分别与1月北半球500 hPa高度场、冬季北太平洋海温场进行了诊断分析, 得出奇异向量分布型及相互作用的耦合周期信号。在对前4对奇异向量的分析中发现, 华北夏季降水全区域为正距平时与1月北半球500 hPa高度场PNA遥相关型关系非常密切。ENSO对华北夏季降水的影响确实存在, 但华北夏季降水全区域为正距平时与冬季北太平洋ENSO关系并不明显。同时还找出了华北降水与北半球500 hPa高度、北太平洋海温场相互作用的关键区。在华北各型降水与高度场、海温场关键区相互作用的耦合周期中, 前者以准2~7年振荡为主; 后者则周期较长, 最短周期仍为准2年振荡, 最长周期为准10~11年振荡。以上结论为进一步研究华北夏季降水短期气候预测方法, 提供了参考依据。     

Long‐term variations and temporal scaling of hydroclimatic time series with focus on the German part of the Elbe River Basin

Long‐term variations and temporal scaling of mean monthly time series of river flow, precipitation, temperature, relative humidity, air pressure, duration of bright sunshine, degree of cloud cover, short wave radiation, wind speed and potential evaporation within or in vicinity of the German part of the Elbe River Basin are analyzed. Statistically significant correlations between the 2–15 year scale‐averaged wavelet spectra of the hydroclimatic variables and the North Atlantic Oscillation‐ and Arctic Oscillation index are found which suggests that such long‐term patterns in hydroclimatic time series are externally forced. The Hurst parameter estimates (H) based on the Detrended Fluctuation Analysis (DFA) indicate persistence for discharge, precipitation, wind speed, air pressure and the degree of cloud cover, all having an annual cycle and a broad low‐frequency distribution. Also, DFA H parameter estimates are higher for discharge than for precipitation. The major long‐term quasi‐periodic variability modes of precipitation detected using Singular Spectrum Analysis coincide with those detected in the discharge time series. Upon subtraction of these low‐frequency quasi‐periodic modes, the DFA H parameter estimates suggest absence of the persistence for both precipitation and discharge. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

地面核磁共振找水反演

简要介绍了地面核磁共振找水的正演理论方法,采用高斯求积并结合连分式展开的方法对核磁共振核函数中包含双重贝塞尔函数的积分核进行了数值积分,进而计算出精度较高的核函数值,在此基础之上,讨论了导电性对地面核磁共振信号的影响.基于奇异值分解算法,对核磁共振找水理论模型进行了反演研究,在不导电的情况下,重构出了比较理想的含水率分布.总结并改进了模拟退火算法,用改进的模拟退火算法分别对覆盖层高阻和导电条件下的核磁共振人工合成数据进行了反演,试验结果表明,利用改进的模拟退火算法反演地面核磁共振是可行的,而且反演结果较稳定,收敛速度较快.     

集成奇异谱分析和自回归滑动平均预测日本近海海平面变化

本文从日本沿岸选取了28个验潮站及联测的GPS站,利用奇异谱分析（Singular Spectrum Analysis,SSA）和SSA+自回归滑动平均（Auto Regression Moving Average,ARMA）方法预测了2014—2018年的近海海平面变化和地壳垂直变化.并用同时段的验潮及GPS的实际测量值进行验证,结果显示,SSA+ARMA预测的相对海平面精度为0.0357~0.0607 m,地壳垂直运动的精度为0.0049~0.0077 m,绝对海平面的精度为0.0433~0.0683 m,且三者SSA+ARMA的预测结果均优于只用SSA预测的结果.在此基础上本文利用SSA+ARMA预测了日本沿岸2019—2023年的近海绝对海平面变化,结果显示,2019—2023年的平均海面高较往年（2014—2018）升高0.0353 m,2003—2023年绝对海平面的变化率为0.0039 m·a^-1,预测结果较为理想.