小波气候突变的检测--应用范围及应注意的问题

气候突变及其检测是气候变化研究的一个重要方面。气候突变的表现多种多样,目前也有许多检测气候突变的方法,但这些方法能否准确地检测出气候突变现象,他们的适用范围如何,是一个值得注意的问题。研究表明,尽管小波分析方法在检测序列突变方面具有严格的数学意义,但因为其检测到的是序列的均值突变,因此,在应用于气候突变的检测方面应该特别注意,数学上的严格并不等同于气候意义上的严格。因为某些情况下有些突变点并没有一定的气候意义。     

时间序列转折突变点检测的线性函数方法

根据转折突变的定义，在引入线性半截多项式的前提下，提出检测时间序列转折突变点的一种新方法。此方法不仅能找出时间序列中存在的多个转折突变点，而且使得检测到的突变点通过统计显著性检验。应用此方法对北半球1851—1990年年平均气温距平及其11年滑动平均序列，1901—1999年昆明5月降水及其11年滑动平均的降水序列分别进行了检测。发现北半球年平均气温距平在1879、1889、1939和1973年附近出现了年际转折突变，在1878、1888和1941年以及1972年出现了年代际尺度的转折突变；昆明5月雨量不存在年际转折突变点，但昆明5月雨量在1918、1966以及1978年附近出现了年代际尺度转折突变。     

冰芯记录中末次间冰期-冰期旋回气候突变事件的研究进展

冰芯记录中的气候变化是古气候研究中的重要组成部分. 极地、中低纬度和热带地区的冰芯记录表明, 在冰期间冰期旋回大尺度气候变化背景下, 全球经历了一系列数百年至千年时间尺度的快速气候突变事件, 诸如末次间冰期的干冷事件、末次冰期的DansgaardOeschger事件、 Heinrich事件和Younger Dryas事件等, 虽然这些穿插在冰阶中的暖湿气候事件、间冰阶中的干冷气候事件的成因、机制和影响范围还存在明显的不确定性. 主要介绍不同区域冰芯记录中末次间冰期冰期旋回这些气候突变事件发生的时间、过程和机制等的研究进展.     

Smoothing and Change Point Detection for Gamma Ray Count Data

Gamma ray detectors are used to measure the natural radioactivity of rocks. For a number of boreholes drilled at a site the gamma ray detector is lowered into each borehole and counts of gamma ray emissions at different depths are recorded as the instrument is gradually raised to ground level. The profile of gamma counts can be informative about the geology at each location. The raw count data are highly variable, and in this paper we describe the use of adaptive smoothing techniques and change point models in order to identify changes in the geology based on the gamma logs. We formulate all our models for the data in the framework of the class of generalized linear models, and describe computational methods for Bayesian inference and model selection for generalized linear models that improve on existing techniques. Application is made to gamma ray data from the Castelreagh Waste Management Centre which served as a hazardous waste disposal facility for the Sydney region between March 1974 and August 1998. Understanding the geological structure of this site is important for further modelling the transport of pollutants beneath the waste disposal area.     

前兆观测中的远场效应及其成因机制的初步探讨

在近２年的前兆观测实践中，我们发现了一种十分有趣的，奇特的现象，在１９９６年３月１９日新疆阿图什６．９级强震发生前和１９９７年３￣４月新疆伽师６级强震群发生前，在远隔２５００公里外的四川地区观测到了多种前兆手段的群体突变事件。我们称它为强震的“远场效应”。本文还对它的成因机制作了初步的探讨。     

构造非平稳运动定量研究的MDD模式制约

利用ＭＤＤ模式得到的连续冷曲线，可以定量地描述地质体的冷却（隆升）过程；采自我国７个不同地区中３８个钾长石ＭＤＤ模式研究结果证明，快速冷却事件存在的普遍性，不同的快速冷却速度可能反映了不同的构造事件；突变因子（δｖｉ）可以定量地描述地质体非平稳运动以及突变程度，并且使得不同地质事件非平稳程度的对比成为可能。     

中国东部6区域近1000年干湿序列的重建和气候跃变分析

本文利用我国的历史气候记载，为东部6区域重建了最近1033年的时间分辨率为1年的区域于湿气候序列，讨论其可靠性，并分析其变化的准周期性和跃变特征。跃变分析采用移动t检验方法，分析各区域干湿气候的世纪尺度和10～20年尺度的跃变现象，辨识跃变信号的参考年代，指出北方各区域的跃变趋势相同，但有时与长江下游地区相反，以及跃变信号在寒冷气候背景下较多出现等特点。     

黄河流域天然径流量突变性与周期性特征

突变性和周期性是水文时间序列的两个重要特征。黄河流域面积广阔，各区域水文水资源系统演变规律各不相同，它们的突变和周期变化及其形成的物理机制遍异，因此系统分析各区域水资源突变性和周期性特征及其影响机制具有重要意义。把黄河流域划分为15个区域，计算出各区域1951—1998年的年天然径流量系列。利用Mann-Kendall非参数检验方法检测黄河流域各区域年天然径流量的突变年份，结果表明各区域的突变年份不完全一致，主要在1953—1955年、1979—1983年、1991—1993年等发生了突变，这些突变与北半球气候突变具有一致性，且由于下垫面改变、人类活动等影响而复杂化。利用Morlet小波分析各区域年天然径流量的变化周期，发现主要存在3～4a、7～9a、11a的周期，形成这些周期的物理因子有太阳黑子、海—气相互作用和下垫面因素等。通过分析黄河流域主要产流区不同时段小波系数变化，发现20世纪80年代之后年径流量主要以短周期变化。     

形变数字化观测曲线畸变与处理——兼论资料预处理中遇到的一些问题

数字化形变台站日常下载、处理直至管理数据,都应用《数字化通讯控制软件》、《形变前兆台站(网)数据处理系统》及《形变前兆数据库服务软件(台站版)》等三个软件交互进行,在实际使用过程中会遇到一些棘手的问题。本文结合我台的观测工作的实践,总结经验,以供台站同行共享。     

湖北省旱涝灾害致灾规律的初步研究

利用1960—2005年湖北省76个地区气象灾害的灾情普查数据和逐日降水量观测资料,对湖北省旱涝灾害的时空分布特征及其致灾规律进行分析。结果表明:干旱灾害的频发区呈东西走向的带状分布,而洪涝灾害的发生频次和频发区面积均明显少于干旱;干旱和洪涝灾害年平均发生站次在1996年以后出现相反的变化趋势,干旱发生站次增加,而洪涝发生站次减少,且两种灾害均主要集中发生在夏季;1996—2001年湖北省部分地区连续出现严重干旱灾害,干旱的累积增强效应导致农业经济损失出现跳跃性增长并在2001年达到最大值;洪涝的致灾强度呈准周期的起伏振荡,农作物受洪涝影响面积最大、损失最多的年份集中在20世纪90年代,农作物受害面积与农业经济损失的决定系数为0.8;受害人口与直接经济损失具有较好的相关特征,且直接经济损失随受害人口增多而增加的速度加快,但近年来人口对洪涝灾害的抵御能力也显著提高;急转干旱和急转洪涝主要发生在鄂西北和鄂东南的夏季,农作物的脆弱度增加,农业经济损失随受害面积增大而增加的速度加快,但所造成的农业经济损失远小于仅发生干旱和洪涝时的数值。