Wavelet regression model as an alternative to neural networks for monthly streamflow forecasting

The accuracy of the wavelet regression (WR) model in monthly streamflow forecasting is investigated in the study. The WR model is improved combining the two methods—the discrete wavelet transform (DWT) model and the linear regression (LR) model—for 1‐month‐ahead streamflow forecasting. In the first part of the study, the results of the WR model are compared with those of the single LR model. Monthly flow data from two stations, Gerdelli Station on Canakdere River and Isakoy Station on Goksudere River, in Eastern Black Sea region of Turkey are used in the study. The comparison results reveal that the WR model could increase the forecast accuracy of the LR model. In the second part of the study, the accuracy of the WR model is compared with those of the artificial neural networks (ANN) and auto‐regressive (AR) models. On the basis of the results, the WR is found to be better than the ANN and AR models in monthly streamflow forecasting. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

地震废墟中人体心脏电场信号的提取

基于人体心脏电场信号的生命探测仪是目前最先进的生命探测仪,其困难之处在于从地震废墟中提取微弱的心脏电场信号。本文主要分析地震废墟中可能出现的对人体电场有干扰的信号情况,提出如何接收废墟中微弱的超低频心脏电场信号,并根据人体心脏电场的特征设计特殊滤波器滤除干扰信号,只保留因人体心脏跳动而产生的360度扩展的超低频非均匀电场。     

1971-2011年辽宁寒潮时空分布特征

利用1971-2011年辽宁省58个常规观测站日最低气温资料,分析辽宁寒潮时空分布特征。结果表明：1971-2011年辽宁寒潮年平均频次空间分布存在两个大值中心,一个位于辽宁东北部地区,另一个位于辽西建平地区;11月大范围强寒潮出现最多。近41 a辽宁区域性寒潮在20世纪70年代出现最多,呈不显著的下降趋势;寒潮在10月中旬至翌年5月上旬均可出现,12月上旬至翌年2月下旬是寒潮集中出现时段,出现最多的是1月;区域性寒潮出现次数存在20、13、8a和4a的变化周期。影响辽宁区域性寒潮的主要天气形势有小槽发展型、横槽型和低槽东移型。寒潮物理量预报指标主要有：寒潮前至少有一日升温过程;500 hPa冷中心温度≤-40 ℃;地面冷高压主体中心气压为1050 hPa以上,分裂小高压中心气压为1030 hPa以上;500 hPa和850 hPa急流普遍为24 m.s-1和12 m.s-1以上;850 hPa辽宁附近等温线密集程度≥5条/10纬度;风向与等温线夹角基本大于60°。     

水文时间系列周期分析方法探讨

以分析广东省降水周期变化规律为例，探讨了最大熵谱方法在提取水文时间系列的主次周期上以及小波变换方法在分析水文时间系列的多时间尺度演变规律上的应用。由计算结果分析得到广东省降水过程主要存在的周期特性和旱涝变化趋势，为广东省降水趋势预测提供了重要信息。     

青海高原地区近250 a来年平均气温变化及突变分析

用多条树轮重建的青海高原近250 a平均气温序列,利用线性趋势、小波变换分析和突变检测等方法对近250 a青海高原年平均气温的年际变化及突变特征进行了综合分析,结果表明:250多a来青海高原年平均气温波动明显,30 a滑动平均表现出1779～1811年和1934～2006年年平均气温偏高,其中年平均气温最高出现在1998年为1.3℃,1741～1778年和1812～1933年年平均气温偏低,其中年平均气温最低出现在1823年为-1.5℃,年气温总体呈上升趋势;在20 a以上相对大尺度上,年平均气温冷、暖交替的特征明显,经历了7个冷、暖交替阶段,在2～3 a,28 a左右,48 a和110 a时间尺度上的周期变化都比较明显。     

山东济阳坳陷始新统-渐新统天文地层界线年龄分析

山东济阳坳陷沙河街组上部天文地层研究是以牛38井沙三段中亚段顶界年龄34.892Ma作为标定,分析和计算出沙二段下亚段底年龄为33.799Ma、沙段二段上亚段底为33.338Ma、沙一段底为32.940Ma和东营组底为31.829Ma。从天文地层界线年龄分析,沙三段-沙二段界线的年龄大致可对比为"国际地层表(2004)"始新统-渐新统界线年龄33.90Ma,而沙二段下亚段-上亚段界线年龄比国际始新统-渐新统界线的滞后大约600ka。在"中国区域地层表"始新统-渐新统界线年龄(32Ma)和"国际地层表"的始新统-渐新统界线年龄(33.9Ma)之差的1.9Myr,大致相当于本区计算的沙一、二段的持续时间。SP数据的小波分析表明,在沙二段-沙三上亚段界线附近,即约33.8Ma之后,约405ka周期开始变得不明显、不规则,幅度亦下降,剧烈突变发生时间在33.4Ma左右。上述界线对应偏心率周期的理论值突变的时间。因此推论始新世-渐新世转折期是偏心率多个理论周期重迭而导致的一个特殊的时期,也是本区沙二段下亚段这段地层形成不整合面的时间,大约在33.8—33.4Ma期间。     

岬湾海滩剖面中长期变化特征及其控制因素——以青岛石老人海滩为例

了解海滩剖面变化可以更好地理解海滩动态过程。利用2007年5月~2014年12月近8 a青岛石老人海滩剖面的实测资料,计算剖面各段单宽体积变化量及后滨宽度,结合交叉小波和小波相干分析方法,探讨海滩剖面中长期淤蚀变化特征及其控制因素。结果表明,近8 a来海滩剖面表现为侵蚀状态,不同岸段侵蚀程度不同。剖面1岸段侵蚀明显,剖面2和剖面3岸段轻微侵蚀。剖面的变化过程可划分为平稳期、剧变期和微调期3个时期。各时期剖面的季节性变化较复杂,平稳期具冬蚀夏淤的交替变化特征,整体淤蚀量较小;剧变期剖面呈阶段性蚀退,变化幅度相对较大,微调期剖面可能仍处于剧变期的恢复阶段,季节性变化不明显。剧变期和微调期的小波交叉谱和相干谱分析显示,波浪和前滨单宽体积相干性较好,尤其当大于2 m的波高达到10%以上,海滩地形可以和波高变化产生同周期的变化。因此波高变化基本控制了剖面的季节变化。而海滩长周期变化主要受控于风暴潮作用及其漫长的恢复期,沿岸输沙和海平面变化则一定程度上导致了剖面长期侵蚀格局的形成。     

长山群岛海洋渔业资源的平均营养级变化特征

根据长山群岛 1965-2016 年渔业统计资料,分析长山群岛海域主要捕捞渔获物产量、平均营养级 （Mean trophic level, MTL）、渔业均衡指数 （Fishing in balance index,FiB） 年际变化,探讨其海洋渔业资源利用状况,并利用小波分析方法研究52年来渔获物 MTL 周期变化特征。研究表明： （1） 长山群岛捕捞产量、MTL 和 FiB 指数呈阶段性变化; （2） 长山群岛渔业资源开发经历初期开发、扩张捕捞、过度捕捞、资源破坏等四个阶段,渔业资源环境正在逐渐恶化;（3） 受人类捕捞活动影响,MTL 在 15~19 年和 24~34 年两种时间尺度下呈周期波动,30 年为第一主周期,17 年为第二主周期。长山群岛渔业资源破坏日益严重,未来几年平均营养级将呈下降趋势。为防止渔业资源进一步衰退,应加强捕捞活动管理力度,落实海洋渔业资源保护制度;完善预警机制,构建海洋渔业资源监测系统;同时应积极调整长山群岛渔业产业结构,提高资源产出效率.     

基于布格重力异常研究运城盆地的构造特征

利用运城及周边地区的布格重力资料,对布格重力数据进行小波分解得到不同阶次的重力异常信息。依据各个阶次的小波变换结果并结合该区域的地质构造环境,对小波变换细节图中存在的特征较为明显的布格重力异常带进行深入分析,对异常所揭示的构造现象在地壳不同深度的分布特性等进行分析研究。结果表明:小波变换细节与区内地壳内部的隆起、凹陷及断裂构造具有很好的对应关系,可以对运城盆地的构造特征及地壳结构做更加深入的研究。     

西太平洋副热带高压对华北地区降水蒸发差的影响

采用小波相关和交叉小波变换等方法, 分析了西太平洋副热带高压脊线和北界位置变化对华北地区降水蒸发差的影响。结果表明, 2000年以来华北区南部的水资源短缺问题有所缓解, 但以北京为中心的华北区东北部仍处于持续缺水期; 华北地区降水蒸发差与副热带高压脊线及北界位置变化相关密切, 存在年际和年代际尺度的显著相关振荡, 与副热带高压脊线的年代际尺度相关凝聚性最强; 时域中年际尺度相关存在局部化特征, 年代际尺度相关具有阶段性。分析认为, 2000年以来副热带高压脊线和北界位置偏北并维持反气旋型环流, 有利于水汽向华北输送, 使得华北降水增多, 是近年来华北中南部降水蒸发差增大的主要原因; 而东亚季风减弱不利于西南气流的水汽输送, 以及蒙古高原显著增暖导致蒸发增大等因素, 使得华北东北部仍处于持续缺水期。