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1.
用正交小波分析近百年来中国降水气候变化 总被引：34，自引：0，他引：34
从小波函数本身所具有的特点出发,针对小波基函数的选择等问题,从理论分析、方法比较以及实例计算等几方面对正交小波和非正交小波进行比较研究,并在此基础上用正交小波对中国17个站点近百年的年降水量序列进行分析.得到如下的结果:在对降水序列进行多尺度分析时,正交小波分解出的各个时间层次上的信号之间是相互正交,没有信息冗余.近百年中国降水的变化趋势在不同时间尺度上有不同的变化,且各地之间的显著尺度也不同.具有显著的小于3.5年、3.5～7年、7～14年的周期活动特征. 相似文献
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小波分析思想在中尺度对流活动研究中的应用 总被引：4，自引：1，他引：4
应用近些年在大气科学领域被广泛采用的小波分析方法,基于小波分析思想提取GMS红外卫星云图中的中-β尺度对流云信息,分析中-β尺度对流活动特征.构造了理想小波函数模板,对四种理想云模型进行了实验分析,建立了小波变换提取云的中心位置和水平尺度等信息的方法.并应用该方法对中-β尺度对流活动实例进行分析和追踪实验.此外,还应用小波分析方法对2001年夏季(6～8月)我国中、东部地区的中-β尺度对流活动进行了统计分析,揭示出了这一区域中-β尺度对流活动的分布规律、强度变化等特征. 相似文献
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小波变换作为新的信号分析工具,受到学者们的重视,然而如何将小波尺度与频率联系起来,是一个亟待解决的问题.为了求解小波的中心频率,提出了一种基于正弦波的模型,并将模型推广到任意采样间隔与任意小波尺度.由于模型的非凸性,传统的基于梯度的优化方法容易陷入局部最优,因此提出了一种基于Rossler吸引子的粒子群算法.实验给出了常见小波的频率值,并通过一个通信信号检测的例子证明了该方法的有效性. 相似文献
4.
利用滑动平均、傅里叶分解和小波分析3种方法,对基于COMRPH高分辨卫星降水资料的中国区域2004—2009年夏季平均降水场进行尺度分离,分析了1 000 km以上、500~1 000 km,200~500 km、64~200 km及64 km以下的5个尺度上的降水空间不均匀性,比较了3种方法在降水空间尺度分离上的优缺点和适用范围,并着重分析了长三角地区降水在各尺度空间的不均匀性及其成因。结果表明：空间尺度分离可以得到具有物理意义的降水非均匀分布特征,可以反映出大尺度海陆分布和季风环流、地形、洋流以及城市和城市群等不同尺度因子对降水的影响。空间滑动平均方法简单、易操作,适用性广泛,但是精确度较低。傅里叶分解能进行解析的分离,但是依赖于信号的平稳性,对于小尺度分离存在较大误差。小波分解则可以对非平稳信号进行处理,且具有较好的细节分辨能力。 相似文献
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该文分析了Torrence等人研究的墨西哥帽 (Mexican Hat) 小波变换的影响域和高频失真问题并探讨了解决方案。平移点b处、小波尺度为a的墨西哥帽小波函数的有效定义域为[ b-2.12a, b+2.12a], 以墨西哥帽为母函数的小波变换的真正影响域是2.12a, 小波尺度a的最大值应为N/4.24(N为时间序列长度)。提出了充分利用小波函数速降性质和立方样条插值小波系数的新计算方案, 消除了该计算方案产生虚假的显著高频周期振荡问题。利用正弦函数型时间序列小波变换的解析式检验了文中提出的新计算方案的合理性。利用新计算方案对冬季Ni?o3.4指数进行分析, 冬季Ni?o3.4指数的平均整体小波功率谱表明, 存在约12年的年代际变化和准4年的年际变化, 不存在显著的准两年周期振荡。 相似文献
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基于激光雷达资料的小波变换法反演边界层高度的方法 总被引：1，自引：0，他引：1
利用小波变换法反演边界层高度时,不同小波母函数的选取可能得到不同的边界层高度。因此,对构造的白天及夜间激光雷达后向散射信号理想廓线进行Haar小波协方差变换,并对后向散射信号梯度廓线进行Morlet与Mexican Hat小波变换反演边界层高度。结果表明,宜采用Haar函数与Mexican Hat函数作为小波母函数,其中Haar函数准确性优于Mexican Hat函数,而Mexican Hat函数更易稳定。同时为了进一步检验3种小波变换法的反演结果对小波振幅的敏感性,通过改变小波母函数的小波振幅,发现无论是理想廓线还是叠加扰动的廓线,较大的小波振幅易得到比较稳定准确的白天边界层高度与夜间混合层高度。 相似文献
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根据1961--2012年河南省111个气象观测站逐日降水资料,采用经验正交函数分解、小波分析等方法,研究了近52a河南省夏季降水的时空分布及环流特征。结果表明,河南夏季降水呈现从东南向西北减少的空间分布,淮河沿线为降水最多的区域,豫西和豫西北太行山一线为降水偏少区。全省夏季降水以全省偏多或偏少一致性为主,此外,还呈现南北反相、东西反相的分布特征。夏季降水存在多时间尺度的周期特征分布：在年代际变化尺度上,降水存在22a左右的周期,且在1977年后信号较强;年际变化尺度上以7a周期为主。在降水偏多年,中高纬存在一个东高西低的环流形势,有利于冷空气南下;低层有气旋式环流,高层有明显的东风环流,有利于水汽的聚集。在降水偏少年,环流形势相反,不利于夏季降水。 相似文献
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根据图像和检测算子的特性,以相关性为准则,使用遗传算法对图像小波变换的尺度进行选择,从而构成一种自适应的高斯小波尺度空间.融合该空间下不同尺度检测的图像边缘,使得整幅图像的边缘细节丰富清晰,具有更好的抗噪性能.对测试图像使用Canny算法、单尺度、二进尺度和自适应尺度小波进行边缘检测,验证了该算法在去除噪声和准确定位方面的有效性. 相似文献
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本文主要介绍小波检验方法在国内区域业务模式中的最新应用研究进展,该方法被应用于模式降水预报的个例检验和统计检验,并针对两种解决二元域限制问题的技术方案进行阐述和讨论。结果表明：D8小波可以提供一种从不同降水率阈值和空间尺度对模式定量降水预报进行评估的方案,该方案首先对预报场和分析场进行阈值获得二进制误差场,再对二进制误差场进行尺度分解,从而可以评估模式在各个降水率阈值和空间尺度上的预报技巧和偏差。统计检验结果显示模式对较大尺度降水事件表现出较高的预报技巧评分,较小尺度降水事件和强降水的预报技巧评分相对较低,并且总体上呈现出预报降水事件多于观测降水事件的特征。Padding方案和Tiling方案对应的模式统计检验结果并无明显差异,由于后者不对原始降水场做任何改变,因此是一种更为稳健和可靠的方案。 相似文献
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小波分析和EEMD方法在广州气温及降水的多尺度分析中的差异分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用小波变换和集合经验模态分解（EEMD）的方法对广州市1908—2010年103 a的温度、降水资料进行多尺度分析,并对比EEMD和小波分析的差异。结果表明:（1） 小波分解基于先验的小波基函数和分解层次有较大的人为选择性,易产生虚假波动;（2） EEMD具有自适性,分解结果更稳定和一致,处理非线性、非平稳数据更准确;（3） EEMD分解显示,广州的温度、降水均存在2~6.8 a的年际尺度波动,年代际尺度上,温度表现为13.6 a、34 a、68 a的波动周期,降水存在22.6 a的波动周期。 相似文献
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小波分析在雷击大气电场波形去噪分析中的应用 总被引：1，自引：1，他引：0
雷击时大气电场信号中混杂的噪声信号影响对真实大气电场信号的分析、提取和使用。文中通过计算仿真信号和去噪前后真实电场信号的均方误差,分析选取不同的小波函数、阈值法和小波分解层数对去噪效果产生的影响。考虑雷击时大气电场信号的信噪比,选用sym5小波和db5小波与minimaxi和rigrsure阈值法结合,且对小波的分解层数选用6~7层,进行大气电场波形的去噪处理,其去噪效果比较理想。最后,将该方法用于实际雷击大气电场波形数据的去噪处理,对雷击时电场波形的突变性检测中,在20个样本中有14个在首次雷击前1.5~2 h具有突变过程,占70%,这为将大气电场仪资料引入其他气象参数预报模型提供了切入点。 相似文献
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针对水下航行器组合导航系统所使用的多普勒速度声纳输出信号的特点,采用了平移不变小波变换的多分辨率分析的方法,利用Daubechies小波函数,采用了半软阈值去噪的方法,能够在低信噪比的情况下准确地估计多普勒声纳的频移,从含有噪声的多普勒输出信号中提取出原始信号．通过仿真实验表明:采用4层小波分解,算法计算量减小,有效地消除多普勒噪声,从而提高水下组合导航系统的精度． 相似文献
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大气边界层湍流相干结构的识别 总被引：5，自引：0，他引：5
首先利用数字滤波方法对淮河流域试验的大气边界层湍流观测资料进行三项分解，将大气边界层湍流的风速信号分解为近似各项同性的小尺度涡和各向异性的大尺度涡。然后再将大尺度涡信号进行离散正交小波分解，寻求相干结构的主要特征尺度。对于大气边界层湍流垂直脉动风速来说，其相干结构的主要特征尺度为16s；对径向与纬向脉动来说，其相干结构的主要特征尺度为32－64s。在此基础上，利用小波的反变换提取出相干结构的信号与非相干结构的信号，并计算两间的相关系数，最大仅有0．02。此外，对原始大气湍流观测信号不进行数字滤波，直接利用本中子波分析法提取湍流相干结构所得结果作比较研究；并探讨了采用对称或似对称离散正交小波对此研究的影响。 相似文献
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强度尺度方法在模式定量降水预报检验中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍了Casati于2004年提出的强度尺度检验技术,并将该方法应用到上海区域中尺度模式的预报检验中。结果表明,强度尺度检验技术可以提供一种从不同降水率闽值和空间尺度对模式定量降水预报进行评估的方案。该方法首先对预报场和观测场进行降水率闽值获得二进制误差场,并通过二维离散Haar小波对二进制误差场进行各个空间尺度的分解,从而评估模式在各个降水率闯值和空间尺度上的均方差和预报技巧。通过计算各空间尺度二进制误差场的均方差百分比和能量平方偏差,可分析不同的降水特征尺度误差对总体误差的贡献情况以及预报降水与观测的偏差情况。 相似文献
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小波系数谱分析方法是结合小波分析和高分辨率谱分析的一种统计方法,可以用来同时识别时间序列中相干结构的生命尺度和出现周期,可以很好地描述相干结构的演变过程。基于此方法,作者分析了2004年11月在河北省白洋淀地区的陆地和岛上两个观测点（分别代表陆地和水面两种不同下垫面）湍流湿度脉动的相干结构特征,结果表明陆地和水上湿度序列的相干结构尺度分布相似,并且尺度与周期之间的关系一致:小于5 s的相干结构不连续出现,而且通常伴有更大尺度的相干结构,而5~30s的相干结构有与其尺度差不多的周期。在寻找更大尺度的相干结构时发现存在一个尺度,当大于某个周期时,在各个周期上这个尺度的相干结构都显著;与正交小波变换识别相干结构主尺度的方法识别的相干结构主尺度一致。另外,小尺度结构不连续出现也可以解释小尺度湍流能量变化比较大。 相似文献
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基于河北省及邻近地区73个气象站1961—2009年逐季、年降水资料,应用降水Z指数、经验正交函数分解、小波分析等方法分析了河北省干旱的时空变化特征.结果表明:近49年来河北省年、各季的干旱空间分布特征,最常见的是全省一致的干旱(雨涝)型,其次是南涝(旱)北旱(涝)的南北相反分布型;小波分析方法得出年、各季干旱的出现不仅存在明显的年代际尺度变化,而且年际变化也显著;河北省年干旱指数呈下降趋势,1979年后,年干旱指数发生突变,该区域进入干旱期. 相似文献
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将交叉谱与小波变换分析方法相结合,与传统的交叉谱方法相比,交叉小波变换方法用于区域气候变化与大气环流系统之间耦合振荡行为的相关分析更具优越性,不仅可以弥补经典交叉谱分析方法存在的缺陷,而且能够发挥小波变换在时频两域都具有表征气候信号局部化特征的作用;该方法具有较强的耦合信号分辨能力,便于描述耦合信号在时频域中分布状况的优点。采用交叉小波变换分析北极涛动指数(AOI)距平与河南省月平均降水量距平、气温距平序列之间的联合统计特征及其在时频域中的相关关系,根据小波互相关系数、交叉小波凝聚谱和小波位相谱分析北极涛动对河南省气候变化的可能影响。应用结果表明:河南省降水量和气温变化与AOI之间存在着多时间尺度的显著相关振荡,年代际尺度周期上的互相关系数明显大于年际尺度周期,相关程度随耦合振荡频率的增大而减小,相关显著性取决于两者的时频域联合统计特征,时域中小波互相关系数、小波凝聚谱和小波位相谱的分布具有明显的局部化特征;说明北极涛动年际和年代际异常对河南省气候变化具有显著影响。 相似文献
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华北降水年代际振荡及其与全球温度变化的联系 总被引：17，自引：2，他引：15
利用小波分析,发现华北近百年降水变化中除了较强的年际振荡外,存在明显的准２０年振荡,但６０年代后信号减弱,导致持续的偏旱气候．在全球温度场中也存在类似尺度的振荡．分析还表明,我国范围内副热带与中纬带温度差异呈现与我国北方降雨十分相似的振荡谱,２０多年尺度的振荡较为明显,且也是６０年代以来有所减弱．华北降雨与中低纬温差呈正相关,特别表现为两者的准２０年尺度振荡位相极为吻合,在此尺度上,南北温差较大时华北降水较多．北美地区温度和一些区域降水气候也同样存在准２０年振荡信号,与华北降水变化近于反相 相似文献