Equilibrium coastal profiles: II. Evidence from EOF analysis

The validity of the concept of coastal equilibrium depends upon a proof of the existence of equilibrium. In addition, the methods of calculating the actual equilibrium profile and the response time are required. This study evaluates equilibrium conditions using evidence from EOF (empirical orthogonal function) analysis of the coastal profile data (bed slopes and associated elevations) obtained from Poole and Christchurch Bays, southern England. The preliminary results show that the largest eigenvalue is much greater than the other eigenvalues and the temporally-related eigenfunction is stationary; this observation implies the existence of equilibrium. Further, the spatially-related eigenfunction associated with the largest eigenvalue is used to calculate the actual beach profile at equilibrium. Although the temporal eigenfunction may fluctuate, it recovers rapidly, indicating that the response time is short. However, further studies are required to determine the response time accurately. Contribution No 3335 from the Institute of Oceanology, Chinese Acodemy of Sciences. Project supported by the SCOPAC (UK) and the CAS (through the “Hundred Talent Programme”, No. A10970203)     

近40年江苏省年平均气温异常演变及其海气背景场特征

通过1961～2000年江苏省13个站年平均气温距平场时间序列的EOF分析，探讨江苏省年平均气温异常的演变特征，并在此基础上利用合成分析，对其前期及同期500hPa高度距平场、海温距平场的特征进行研究，得到了一些对本地年平均气温有预测意义的结果。     

利用多时次资料的EOF迭代温度长期预报

考虑多时次历史资料，基于ＥＯＦ迭代方案，将观测事实与统计方法结合，建立预报因子与预报对象的联系，开展长期预报试验。对四川盆地夏季温度的预报表明：这种容纳多时次资料、基于ＥＯＦ迭代的物理－统计预报方法是一种有效的长期预报途径。     

河南省和中国夏季降水类型差异分析

利用河南省1951－1999年38个站点的降水资料，分析了河南省夏季降水距平百分率空间分布，并用EOF对雨量进行分解，同时归类合成，给出了河南省的6种雨型，在此基础上，对比分析了中国雨型和河南省雨型之间的差异。     

Retrieval of vertical wind profiles during monsoon from satellite observed winds over the Indian ocean using complex EOF analysis

The aim of this paper is to study the feasibility of deriving vertical wind profiles from current satellite observations. With this aim, we carried out complex empirical orthogonal function (CEOF) analysis of a large number of radiosonde observations of wind profiles over the Indian Ocean during the monsoon months. It has been found that the first two CEOFs explain 67% of the total variance in wind fields. While the first principal component is well correlated with the winds at 850 mb (r = 0:80), the second one is highly correlated with winds at 200 mb (r = 0:89). This analysis formed the basis of a retrieval algorithm which ensures the retrieval of vertical profiles of winds using satellite tracked cloud motion vector winds. Under the assumption that accurate measurements of wind are available at the above mentioned levels, the r.m.s. error of retrieval of each component of wind is estimated to range between 2 ms^-1 and 6 ms^-1 at different levels, which is much less than the natural variance of winds at these levels. For a better visualization of retrieval, we have provided retrieved and true wind profiles side by side for four typical synoptic conditions during the monsoon season.     

赤道太平洋温度、流场距平EOF分析及与厄尔尼诺的关系

利用EOF分析方法,讨论了最近20a赤道太平洋次表层温度、纬向流距平与厄尔尼诺的关系.结果表明:赤道太平洋海温距平EOF分析第一、二主分量占总量的近80%,其中第一主分量类似于厄尔尼诺模态,第二主分量类似于暖池模态;后一模态存在着突变和渐变两种过程,其中由冷位相变暖位相过程为渐变过程,而暖位相变冷位相过程为突变过程.厄尔尼诺事件是赤道西太平洋暖池突变过程的结果.赤道太平洋纬向流距平EOF的第二主分量代表赤道西太平洋潜流和东太平洋南赤道流的变化,这个模态存在着半年左右的振荡和与厄尔尼诺同位相的年际振荡两种频率.另外,它还存在明显的年代际变化.赤道西太平洋潜流和东太平洋南赤道流减弱是产生厄尔尼诺的必要条件.统计回归分析表明,赤道太平洋海温距平和纬向流距平EOF的第二特征向量的时间系数对厄尔尼诺和拉尼娜均有一定的预报意义.     

EOF分析在海岸地貌与沉积学研究中的应用进展

海岸地貌形成演化的过程和机制是当今海岸地貌与沉积学研究的核心任务.但是,对于海岸带这样高维数非线性系统行为的认识与研究还很有限,因而预测海岸地区地貌演变与沉积物输运就变得比较困难,尤其是动力数值模型在较大时空尺度上的模拟并不理想.数据驱动模型可以一定程度上解决这一问题,并且在数据驱动模型构建之前,经验正交函数(EOF)分析技术能够有效提取、定量表达数据中的主要型式与它们的时空演变,以及不同型式之间是如何相互联系的.这不但有助于构建数据驱动模型进行模拟,更有益于理解这些主控因素是如何影响海岸地貌演化的.进而不断丰富对于海岸地貌演化的过程与机制的认识.故本文在系统整理大量国内外文献的基础上.首先简要介绍了EOF分析的基本原理.然后从砂质和淤泥质海岸剖面的时空变化特征、河口近岸海底冲淤变化的时空演变特征和预测、海岸海洋地区沉积物粒度分布特征和输运等几个方面综述EOF分析在这些研究中的应用进展,同时比较分析研究实例中的问题,进而分析当前研究中的不足,提出应该主要从提高海岸地貌与沉积数据的野外获取手段与时空分辨率,拓宽可供EOF分析的时间或非时间序列的数据类型:深人挖掘EOF分析结果所显示出的海岸地貌与沉积现象中的物理过程与机制.以期为特定时空尺度的海岸地貌与沉积数值模拟提供有价值的参考信息:多与其他线性或非线性分析技术联合使用以作深入分析解释或模拟这三方面来做进一步改进,为实现EOF分析在海岸地貌与沉积学研究中的深入应用与发展提供借鉴.     

台湾岛云量,降水量的EOF分析及其与EL Nino关系的研究

本文根据最新整理的台湾岛地面气象要素观测资料,利用ＥＯＦ方法分析了台湾总云量、低云量和降水量的年变化和年际变化特征,结果表明：季节变化中,总云量、低云量和降水量的ＥＯＦ模态一各自反映了它们的基本气候特征,即台湾岛的东北（包括台北）及东部地区全年总云量、低云量较多,除花莲以外,云量以低云为主,１２月￣５月较多,６月￣１１月较少;台湾岛的西南地区虽然全年总云量、低云量较少,但夏季云量明显增多,台湾岛的     

辽宁地区夏季高温极值预测模型

利用1957-2006年辽宁地区夏季23站极端最高气温资料和国家气候中心气候监测室的74项环流特征量资料,应用EOF方法对高温极值样本进行分解,研究辽宁极端高温的时空分布规律。结果表明：第一特征向量表现为区域整体一致的特征,中心区位于辽西北、辽北,第二、三特征向量空间分布表现为东西部反位相和南北反位相的特征。普查了前3个时间系数与前期环流指数的相关关系,认为前3个时间系数的显著影响因子是不同的。采用CSC准则确定最优预测因子,分别建立各时间系数的回归统计模型,并对高温极值历史拟合序列进行回报检验和预测检验。回报结果表明,各站的历史拟合率都保持在一定水平,但拟合率在辽西地区较差。各年的历史拟合率极不均衡,多数年份较为稳定,但个别年份拟合率较低。未来3 a试验性预测效果逐年下降,模型对未来1 a预测能力较好,可以作为业务预测的参考。     

东海陆架表层水温年际变化时空特征分析

结合东海沿岸嵊山(北)和厦门(南)站1960—2001年海表温度(SST)监测数据与东中国海1982—2011年AVHRR水温资料,讨论了台站监测的空间代表范围,分析了东海陆架SST年际变化的时空特征。结果表明,嵊山和厦门站SST变化分别代表内陆架和台湾海峡。东海陆架52年来SST总体呈升温趋势,冬季最为显著;内陆架的升幅远大于台湾海峡。内陆架水温冬季分别在1977年和1995年发生两次跃升,共升温2.34℃;春、夏、秋季均在1994年发生冷暖转折,分别升高1.19℃、1.43℃和1.16℃。台湾海峡水温冬季在1989年跃升0.91℃,夏季在1987年跃升0.38℃,春、秋季则在1996—1997年间分别升温0.80℃和0.58℃。全年水温变化最大处在长江口附近内陆架海区,可能的主导因素是低盐水与外海水混合:随季风、降水、径流变化的沿岸流、长江冲淡水和台湾暖流给该区域带来不同水团,使得热量向下层输运减少,从而导致东海内陆架升温快于其它海区。