一种抑制边界效应的EMD方法及其在滑坡监测中的应用     

孙浩然  岳建平 《测绘通报》2021,(5):77-80,90

滑坡位移序列的正确分解对滑坡的预测、预警有重要影响。经验模态分解是一种常用的时间序列分解方法,但该方法在分解过程中存在端点效应,建立的预测模型端点发散,导致预测误差出现较大偏差。为此,本文基于函数延拓的原理对经典经验模态分解方法进行改进,提出一种抑制端点效应的经验模态分解方法,利用金沙江白格滑坡数据对改进方法进行分析验证。试验结果表明,改进方法的端点效应抑制效果良好,预测精度较经典方法有一定的提高。  相似文献   

中国大陆地区ERA5下行短波辐射数据适用性评估与对比     

张俊兵  沈润平  师春香  白磊  刘军建  孙帅 《地球信息科学学报》2021,23(12):2261-2274

ERA5地表下行太阳短波辐射数据是欧洲中期天气预报中心（ECMWF）最新的,具有高时空分辨率的再分析产品,该短波辐射产品可作为陆面模式大气强迫数据之一,并在区域气候评估、农业以及太阳能资源等方面具有重要应用。本文利用中国区域2011—2018年经过质控的91个国家级地面辐射站点观测数据,对其在中国大陆地区的适用性进行多时空尺度的评估,并与ERA-Interim、CFSR、MERRA2共3套全球大气再分析产品和1套CERES卫星反演SYN1deg的产品进行了比较。结果表明：① 在月均值尺度上,与其他再分析产品比较,ERA5产品与站点数据的Corr最高（0.939）,RMSE最小（28.309 W/m²）,Bias（15.4 W/m²）略大于ERA-Interim产品（13.2 W/m²）;CERES卫星反演产品与站点数据的Corr为0.955,RMSE为20.042 W/m²,Bias为5.3 W/m²;② 5套产品的辐射值均高于地面观测数据,存在高估现象,总体上,ERA5产品在中国大陆地区的整体精度高于其他再分析产品,但与CERES卫星反演产品还存在一定差距,日均值比较结论亦具有相似规律。③ 分区评估结果表明在再分析产品中,ERA5产品在4个区域与观测数据都有更好的一致性,但5套产品均在南部区域表现不佳。并且与东北和北部区域相比,ERA5产品和CERES卫星反演产品在西部区域和观测数据相比的RMSE和Bias也相对偏大。  相似文献   

利用正则化方法计算重力归一化总梯度     

王选平  张凤旭  王彦国  邰振华  郭灿灿 《世界地质》2014,33(1):221-226

针对重力归一化总梯度计算过程中向下延拓的不稳定性,将正则化因子引入到向下延拓中,提出了利用正则化方法计算重力归一化总梯度的方法。在模型试验中,对非均匀球冠模型中不同厚度油气藏进行试验分析,结果表明:选取合适的谐波数和正则化因子,可以较好识别出"两高夹一低"的储油特征,且识别能力强于常规的Fourier变换法,这说明本文方法能够提高重力归一化总梯度计算结果的稳定性和分辨率。在实例应用中,利用此方法不但清晰地显示了已有油气藏的位置,还推测了5个油气构造区。  相似文献   

重力场向下延拓的三阶Adams-Bashforth公式法     

张冲  黄大年  秦朋波  吴国超  方刚 《吉林大学学报(地球科学版)》2017,(5):1533-1542

重力场向上延拓是稳定且收敛的过程,而向下延拓是不稳定且发散的过程。为此,本文提出一种重力场向下延拓新方法。首先,对重力场及其垂向一阶导数向上延拓,得到不同高度的重力场垂向导数;然后,基于求解微分方程的三阶Adams-Bashforth多步法,推导出稳定的向下延拓公式;最后,为验证本文方法,将其分别应用于模型数据和实际数据。理论模型试验及误差曲线表明,相对于经典下延方法——傅里叶变换下延法和积分迭代下延法,新方法三阶Adams-Bashforth公式法下延过程稳定,边界效应不明显,下延深度可达5倍点距,下延结果与真实值的相对误差更小,结果更准确。将本文方法应用于加拿大某区实测航空重力数据,得到有效且准确的下延结果,能够识别和圈定一些细小异常特征。  相似文献   

基于向上延拓的航空重力向下解析延拓解   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

黄谟涛  刘敏  邓凯亮  欧阳永忠  陆秀平  翟国君  吴太旗  陈欣 《地球物理学报》2018,61(12):4746-4757

位场向下与向上延拓之间存在固有的内在联系,向上延拓解算具有稳定可靠的优良特性,本文据此提出了借助向上延拓信息实现航空重力向下延拓稳定解算的两种方法,分别建立了点对点向下解析延拓模型和最小二乘向下解析延拓模型.其核心思想是,依据泰勒级数展开模型,将位场向下延拓解算过程转换为向上延拓计算和垂向偏导数解算两个步骤,通过第一步的处理有效抑制数据观测噪声对解算结果的干扰,通过第二步的处理成功实现向下延拓反问题的稳定解算,较好地解决了向下延拓解算固有的不适定性问题.分析研究了两种解析延拓模型的计算精度及适用条件,利用超高阶位模型EGM2008建立的模拟标准场数据对两种模型解算结果的合理性和有效性进行了数值验证,证明本文新方法实用易行,具有较高的应用价值.  相似文献   

利用微分进化法确定海洋磁场向下延拓中的最优参数          下载免费PDF全文

刘强  边刚  殷晓冬  金绍华 《地球物理学报》2018,61(8):3278-3284

位场的解析延拓是实现不同高度海洋地磁场相互转换的主要途径,是构建海洋三维磁空间背景场模型的关键技术.针对位场向下延拓迭代法中最优正则化参数及最佳迭代次数难以确定问题,尝试引入微分进化法,以正则化参数及迭代次数为种群变量,以延拓结果的熵值为目标函数,以目标函数最小化为搜索准则,实现两种参数的并行全局寻优.采用实测数据对微分进化法在几种常用的迭代法中最优正则化参数及最佳迭代次数的确定进行了分析,与传统L-曲线准则确定的最优正则化参数及多次试验确定的最佳迭代次数进行对比,结果表明：微分进化法确定的最优参数能使三种迭代法取得最佳迭代效果,延拓结果与真实地磁场最为接近,并且该法计算稳定、自适应强,建议在海洋磁场数据向下延拓中应用.  相似文献   

平流层异常下传对2009年12月北半球大范围降雪过程的影响     

卢楚翰  王蕊  秦育婧  马丽宝 《南京气象学院学报》2012,35(3):304-310

2009年12月北半球中纬度出现大范围持续低温、暴风雪等天气。采用NCEP／NCAR再分析资料研究了平流层AO（Arctic Oscillation,北极涛动）异常信号下传的特征及其对本次极端气候事件的影响,并讨论了与平流层异常信号下传相关的行星波活动。结果表明：1）与此次极端气候事件相联系的负位相A0异常11月首先发生在平流层,维持将近1个月后于12月初开始下传,并且迅速传至地面。12月整个对流层的位势高度及温度在极区附近出现强的正异常,而中纬度地区则为负异常。2）平流层AO异常信号下传后,地面出现有利于低温降雪过程的环流异常。12月上旬,亚洲大陆东部及北美大陆西部出现异常偏北风,造成了俄罗斯、北美西部大面积负的温度异常;12月中下旬,欧洲大陆盛行偏西北气流,同时蒙古高压增强,欧亚大陆北部包括中国北方出现大片负的温度异常。3）在此次极端气候事件之前,北半球高纬度地区有异常强的行星波上传至平流层,导致平流层出现负位相的AO异常,并维持了一个月;随后,上传到平流层的行星波减弱,同时平流层负位相的AO异常迅速传至地面,导致了有利于低温降雪的环流异常。  相似文献   

Polar vortex oscillation viewed in an isentropic potential vorticity coordinate   总被引：6，自引：0，他引：6  

任荣彩 《大气科学进展》2006,23(6):884-900

The stratospheric polar vortex oscillation （PVO） in the Northern Hemisphere is examined in a semiLagrangian θ-PVLAT coordinate constructed by using daily isentropic potential vorticity maps derived from NCEP/NCAR reanalysis Ⅱdataset covering the period from 1979 to 2003. In the semi-Lagrangian θ-PVLAT coordinate, the variability of the polar vortex is solely attributed to its intensity change because the changes in its location and shape would be naturally absent by following potential vorticity contours on isentropic surfaces. The EOF and regression analyses indicate that the PVO can be described by a pair of poleward and downward propagating modes. These two modes together account for about 82% variance of the daily potential vorticity anomalies over the entire Northern Hemisphere. The power spectral analysis reveals a dominant time scale of about 107 days in the time series of these two modes, representing a complete PVO cycle accompanied with poleward propagating heating anomalies of both positive and negative signs from the equator to the pole. The strong polar vortex corresponds to the arrival of cold anomalies over the polar circle and vice versa. Accompanied with the poleward propagation is a simultaneous downward propagation. The downward propagation time scale is about 20 days in high and low latitudes and about 30 days in mid-latitudes. The zonal wind anomalies lag the poleward and downward propagating temperature anomalies of the opposite sign by 10 days in low and high latitudes and by 20 days in mid-latitudes. The time series of the leading EOF modes also exhibit dominant time scales of 8.7, 16.9, and 33.8 months. They approximately follow a double-periodicity sequence and correspond to the 3-peak extratropical Quasi-Biennial Oscillation （QBO） signal.  相似文献   

利用MODTRAN 3计算我国太阳直接辐射和散射辐射          下载免费PDF全文

傅炳珊  陈渭民  马丽 《大气科学学报》2001,24(1):51-58

根据光的多次散射理论——离散纵标法,利用我国国家一级辐射测站的大气廓线,计算出晴空大气观测波段不同高度上的太阳直接辐射和向下散射辐射。将模式输出的地面辐射值与地面辐射观测资料进行比较,对不同高度的太阳直接辐射和向下散射辐射以及日变化进行了讨论。最终目的是直接由MODTRAN3计算我国辐射空白站的地面辐射值,以弥补我国辐射站稀少,时空分布短缺的不足。  相似文献