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1.
气象场经验正交函数不同展开方案收敛性问题的探讨 总被引：15，自引：0，他引：15
本文从理论上证明EOFs(经验正交函数)用于气象场时,三种不同计算方案特征值的相互关系.指出利用原始场积和矩阵展开的特征值λ_j等于用协方差阵展开的特征值λ_j~*加上平均场方差引起的特征值λ_j.进而论证了收敛速度差舁的原因.最后又以实例表明,不同展开方案的典型场意义及其与时间权重系数的对应关系. 相似文献
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经验正交函数(简称EOFs)展开气象场或对多气象指标进行主成分分析,已成为表示天气气候资料信息特征的有力工具。EOF's原是一种定量描述实际场序列(向量空间)主要信息特征的函数逼近方法。引入随机观点后,这种展开方法不仅是纯粹的函数逼近问题,而且是对具有随机噪声的信息场提取信息特征,排除随机干扰的统计学方法。事实上,任何一种气象要素场都可视为附加随机扰动的随机场(如气温场、气压场 相似文献
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EOF/PCA诊断气象变量场问题的新探讨 总被引：13，自引：3，他引：10
进一步论证了经验正交函数/主分量分析(EOF/PCA)在气象变量场诊断中的物理内涵,证明基于EOF/PCA的R型和Q型展开,可描述为气象变量场主要振荡型分解和主要空间分布型分解两种方案.前者表明,气象变量场的准周期振荡可分解为各主分量的周期振荡,它们各自等价于不同网格点(或站点)以其载荷为权重的迭加周期振荡,因此,气象变量场准周期振荡可视为来自不同周期源(网格点或站点)的准周期振荡逐层叠加的结果;后者表明,气象变量场的水平空间分布可视为各种主要空间分布型的叠加,而Q型展开才是对各种主要空间分布型的正交分解.由此深化了EOF/PCA气象变量场诊断的物理内涵. 相似文献
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逐步引进因子场作相似预报 总被引：12，自引：2，他引：10
首先通过数学模型计算出不同样本之间的气象因子场的相似系数和表征气象因子场与天气现象之间关系的相关特征量 ,然后用相似系数和相关特征量作参数 ,以预报拟合率为判据 ,逐个引进因子场 ,组建出最优相似预报方程 ,最终作出准确率较高的客观要素预报。 相似文献
5.
本文讨论了有限区域内气象场的谱展开方法。由于有限区域存在侧边界,其上的气象场量值并无周期性,因此,在有限区域内将气象场量按谱方法展开时,需要作特殊的处理。本文利用侧向边值的线性扣除法,将气象场作线性变换,使侧边界值为零值,将变换后的气象场量作谱展开,并推导出导数的求导公式。变换时利用FFT方法,最后用理想函数作了检验,结果表明,本方法具有较高的计算精度,可用于气象场的谱分析,滤波和物理量的诊断分析中。 相似文献
6.
在气象统计预报中,时常涉及到因子和预报对象之间的相关性问题。一般说来,因子与预报对象之间的相关性越好,则因子对预报对象的指示性也越好。然而,由于因子和预报对象之间还有一个相关稳定性的问题,所以,只有在因子和预报对象之间的相 相似文献
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在研究辐射问题时,反射率资料的统计,在我国未经系统整理出版前,只能依靠原始报表统计,它不仅工作量大,而且统计方法也不一,还可产生一定程度的误差。此外,在气候分析和应用工作中,通常需要知道各种要素的气候平均值,而平均值的代表性与所用资料的稳定性及样本长度有关,资料的稳定性越好,样本序列越长其代表性就越好,而我国长序列日射观测站不多,反射率资料的年代都比较短,因此,探讨一下这些资料的稳定性具有很大的实用意义。本文就简化反射率资料的统计计算和其稳定性问 相似文献
8.
合理估计背景场误差协方差矩阵(B)是做好变分同化的关键环节。利用控制变量随机扰动法(RandomCV)、增长模繁殖法(BGM)及NMC法等3种背景场样本模拟方法,基于WRFDA系统计算B矩阵,对B矩阵的特征及其对同化预报效果的影响进行了研究。B矩阵的特征分析和单点观测试验表明,NMC法与RandomCV法得到的B矩阵误差方差较大,在同化中观测的权重更大;RandomCV法得到的B矩阵,背景场误差中变量的长度尺度更大,说明同化中观测的水平影响范围更大。连续循环同化和预报试验表明:应用RandomCV法计算得到的B矩阵分析与预报的效果明显优于系统自带的以及BGM法得到的B矩阵,且效果与NMC法相当与NMC方法相比,采用RandomCV方法产生背景场样本具有时间和人力成本相对低的优点。 相似文献
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《高原气象》2016,(3)
合理估计背景场误差协方差矩阵(B)是做好变分同化的关键环节。利用控制变量随机扰动法(RandomCV)、增长模繁殖法(BGM)及NMC法等3种背景场样本模拟方法,基于WRFDA系统计算B矩阵,对B矩阵的特征及其对同化预报效果的影响进行了研究。B矩阵的特征分析和单点观测试验表明,NMC法与RandomCV法得到的B矩阵误差方差较大,在同化中观测的权重更大;RandomCV法得到的B矩阵,背景场误差中变量的长度尺度更大,说明同化中观测的水平影响范围更大。连续循环同化和预报试验表明:应用RandomCV法计算得到的B矩阵分析与预报的效果明显优于系统自带的以及BGM法得到的B矩阵,且效果与NMC法相当与NMC方法相比,采用RandomCV方法产生背景场样本具有时间和人力成本相对低的优点。 相似文献
10.
《湖北气象》2016,(1)
气象风险预警指标的确定是山洪灾害气象风险预报预警业务中的关键技术问题。采用前期影响雨量表征流域前期土壤含水量饱和度,并用四分位数法划分为4个等级;采用P-Ⅲ型频率分析法求得4个重现期(5、≥5、≥20、≥50a)的洪峰流量以及山洪发生前5个时间尺度(1、3、6、12、24 h)降雨量;以洪峰流量的4个重现期分别表征山洪灾害气象风险预警4个等级(Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级),基于信息扩散技术建立气象风险等级与流域前期土壤含水量饱和度、不同时间尺度降雨量的信息矩阵,即气象风险预警组合指标。利用淠河流域历史降水与流量极值资料,以及2003—2012年17次典型洪水过程气象水文资料,建立5个时间尺度的山洪灾害气象风险4个等级预警组合指标,并利用40组独立洪水样本,对不同时间尺度气象风险预警组合指标进行应用检验,总体预警合格率达到70%,表明该方法应用于山洪灾害气象风险预警是可行的。 相似文献
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经验正交函数展开气象场收敛性的研究 总被引：9，自引：0，他引：9
本文从理论上证明,一个气象场的总方差可分解为代表气象场基本特征的信号场方差和代表随机干扰的随机场方差两部分。研究表明,若给定气象场总方差,则当噪声场方差强时,信号场方差必较弱,反之亦然。在此基础上,论证了经验正交函数(记为EOF3)收敛速度的影响因素,指出EOF3用于气象场时,其收敛于原始场的速度取决于场的联合熵及场内各站点的个别熵敛两方面因素,并以前者为主。在标准化情况下,上述因素等价于气象场本身的相关结构和场内空间分布变动程度对收敛速度的影响。文中提出对任一气象场资料应用EOF3方法时,预估其收敛速度的几种经验性判据。分析表明,这些判据的应用效果很好。 相似文献
12.
非均匀站网EOFs展开的失真性及其修正 总被引：11，自引：0，他引：11
从理论上证明，非均匀站网ＥＯＦｓ展开有不同程度的失真。在同等条件下，均匀站网与非均匀站网ＥＯＦｓ展开结果有明显差异．提出了一种附加面积权重的修正方案用以弥补非均匀站网ＥＯＦｓ展开的失真现象。实例计算表明，中国气温场（１６０站）经修正ＥＯＦｓ展开后，其气温变化主分量趋势与特征能更加客观地揭示中国地区增暖效应的局地差异。 相似文献
13.
经验正交函数展开精度的稳定性研究 总被引：7，自引：3，他引：7
在文献[1]中,我们已从理论和数值模拟两个方面研究了用经验正交函数作基函数缩减气候数值模式自由度的可行性与有效性。用理论模型作数值试验的结果是令人满意的,应用于实际气候数值模拟,一个还需考虑的关键问题是大气外强迫等各种因子变化允许的范围内,对实际资料作EOF展开的稳定性问题。本文分别用1951—1984年500 hPa月平均高度距平场资料,1966—1975年500 hPa候平均高度距平场资料,1965—1978年夏季500 hPa逐日高度距平场资料作EOF展开,并提出了经验正交函数展开精度稳定性的判断方法,旨在证明实际资料EOF展开在大气外强迫等各种因子变化的允许范围内是稳定的,以便为我们用实际资料的经验正交函数作基函数建立一个合理的简化动力模型提供坚实的资料基础。 相似文献
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基于PC-CCA方法的气象场资料插补试验 总被引：9，自引：3，他引：6
引入主成分典型相关分析（ＰＣ－ＣＣＡ）方法建立缺测气象要素场序列的插补模式,对区域性气象场序列（以长江流域月气温距平场为例）各种时空缺测分布型态作插补试验。结果表明,当插补场站网分布型取包含子场在内的混合站网时,建模样本量达２５年就可有最优插补精度,且性能稳定,效果优良。尤其当距平符号单一且大尺度分量占优势时,插补精度随缺测场变化很小 相似文献
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On the basis of the 1950–2001 NCEP reanalysis data, space-time variability of the surface pressure (SP), surface air temperature (SAT), and precipitation fields in Eurasia is studied in connection with the 1976–1977 climate shift. The effect of the shift manifests itself in the change in the space-time structure of empirical orthogonal functions (EOFs) in all these fields from September to April. For SP and SAT, during this period, only two first EOFs are stable with respect to the climate shift. Also, for SAT and SP, the second EOFs are stable from November to April and from September to December, respectively. For the precipitation field, even the first EOFs are unstable during the whole period, with the exception of January and February. Instability with respect to the climate shift appears first in change in the EOF spatial pattern of the fields. Stability of the first modes of the Eurasian meteorological fields to the 1976–1977 climate shift is caused by a relative stability of the North Atlantic Oscillation, which explains up to 70 and 30% of variance of the first and second EOFs, respectively, of the hydrometeorological fields in the region. 相似文献
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本文用谱分析和经验正交函数分析了1986年夏季风时期亚洲高空越赤道气流和低空赤道西风的低频振荡特征。高低空两支季风气流的30—50天滤波序列的主要经验正交函数能较好地反映亚洲夏季风低频振荡的空间特征。根据EOF1时间序列的振荡位相可以确定东亚夏季风活跃/中断的具体时间。后延相关揭示出北半球500hPa中低纬角动量输送的经向交换同东亚夏季风的低频活动有密切关系。 相似文献
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本文着重讨论大尺度运动中常被略而不计的非线性流场扰动和温湿场扰动的作用。为此选择三个不同类型的暴雨个例,分析表明需要重视非科氏力场中运动的特性,它表现出旋转流体自身的涡度场和散度场之间的相互作用引起暴雨系统的急剧变化。其次,环境场的层结稳定度水平扰动与垂直运动场的非线性相互作用也会激发出次级环流,促使暴雨过程发展。 相似文献
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THE DEVELOPMENT OF SYMMETRIC DISTURBANCE SUPERPOSED ON BAROCLINIC FRONTAL ZONE UNDER THE ACTION OF DEFORMATION FIELD 总被引：1，自引：0，他引：1
The development of symmetric disturbance superposed on the background field of Hoskins-Bretherton (1972) frontogenesis model is investigated by means of WKBJ approach,It is found thatthe forcing of large-scale deformation,the frontal circulation and the spatial-temporal variations ofstability parameters (F~2,N~2,M~2) can bring about the development of symmetric disturbance,even though the frontal baroclinic flow is symmetric stable (F~2N~2-M~2=q>0),Thefrontogenetical process of deformation confluence zone and the ascending branch of frontalcirculation are in favor of the development of symmetric disturbance,The actions of ageostrophicshear in frontal zone and the variation of stability parameters are dependent on the structure ofdisturbance. 相似文献