基于小波变换与神经网络的石羊河流域夏季地温预测模型研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

贾东于  李开明  聂晓英  袁春霞  李清峰  高福元 《冰川冻土》2020,42(2):412-422

地温变化在气候反馈效应中起着重要作用， 理解地温及其与影响因素之间的时空关系对预测全球温度变化至关重要。利用1998 - 2017年石羊河流域的逐日常规气象观测资料， 采用小波分析结合BP（Back Propagation）神经网络构建了石羊河流域夏季地温预报模型， 结果表明： 日平均地温预测效果在不同站点均为最佳， 其中预测值和观测值的相关系数均大于0.87， 3 ℃以内的预测概率均大于84%。其中， 民勤地区地温预测效果最好， 预测值和观测值的相关系数达到0.91， 3 ℃以内的预测概率达到86%。日最高地温的预测值与观测值的相关系数高于0.8， 但误差平方和、 标准差较大。永昌地区日最高地温的模拟效果最好， 3 ℃以内的预测概率达到83%。日最低地温的预测与观测值的平均相关系数高于0.66， 3 ℃以内的预报概率高于83%， 但预测值略低。其中， 武威地区日最低地温的预测效果最好， 预测值与观测值的相关系数为0.72， 3 ℃以内的预测概率达到94%。研究成果可为有效弥补干旱、 半干旱区地温观测资料缺失和探讨其与局地气候的关系提供一些参考。  相似文献   

Tropical cyclones and multiscale climate variability: The active western North Pacific Typhoon season of 2018     

Wu  Liang  Zhang  Hongjie  Feng  Tao  Tang  Yulian 《中国科学:地球科学(英文版)》2020,63(1):1-11

The 2018 typhoon season in the western North Pacific(WNP) was highly active, with 26 named tropical cyclones(TCs) from June to November, which exceeded the climatological mean(22) and was the second busiest season over the past twenty years. More TCs formed in the eastern region of the WNP and the northern region of the South China Sea(SCS). More TCs took the northeast quadrant in the WNP, recurving from northwestward to northward and causing heavy damages in China's Mainland(69.73 billion yuan) in 2018. Multiscale climate variability is conducive to an active season via an enhanced monsoon trough and a weakened subtropical high in the WNP. The large-scale backgrounds in 2018 showed a favorable environment for TCs established by a developing central Pacific(CP) El Ni?o and positive Pacific meridional mode(PMM)episode on interannual timescales. The tropical central Pacific(TCP) SST forcing exhibits primary control on TCs in the WNP and large-scale circulations, which are insensitive to the PMM. During CP El Ni?o years, anomalous convection associated with the TCP warming leads to significantly increased anomalous cyclonic circulation in the WNP because of a Gill-type Rossby wave response. As a result, the weakened subtropical high and enhanced monsoon trough shift eastward and northward, which favor TC genesis and development. Although such increased TC activity in 2018 might be slightly suppressed by interdecadal climate variability, it was mostly attributed to the favorable interannual background. In addition, high-frequency climate signals,such as intraseasonal oscillations(ISOs) and synoptic-scale disturbances(SSDs), interacted with the enhanced monsoon trough and strongly modulated regional TC genesis and development in 2018.  相似文献   

基于小波变换的射频干扰消除方法的研究          下载免费PDF全文

林天琪  吴亚军  朱人杰  徐志骏 《天文学报》2021,62(3):29

在射电天文观测中,射频干扰(Radio Frequency Interference, RFI)会以多种形式混入望远镜接收系统,给观测带来误判或者降低观测信噪比.近年来国内国际射电天文快速发展,国内国际大型射电望远镜和阵列先后建设,观测灵敏度大为提高,射频干扰的影响尤为突出.随着科技发展和人类活动的加剧,射频干扰日益严重且不可逆转.提出利用2维离散小波变换的方法分析射电天文观测的数据,对望远镜系统输出的时间频率序列进行小波变换,根据小波系数分离出原始信号中各分量,每个分量统计得到相应的阈值,将各分量与阈值相比较识别干扰成分并标记去除.利用该方法对实际观测数据进行了处理,结果表明该方法能够很好地标记并消减干扰信号,且提高了观测的信噪比.  相似文献   

基于BSWT-DDTFA方法的地球天然脉冲电磁场震前信号时频分析研究          下载免费PDF全文

郝国成  白雨晓  吴敏  王巍  刘辉 《地球物理学报》2018,61(10):4063-4074

地球天然脉冲电磁场（ENPEMF）信号，可理解为地球天然变化磁场的瞬间扰动，携带了大量有用的地质构造及其动力学信息.研究ENPEMF信号所蕴含的时间-频率联合分布特点，有利于深入了解目标对象的地球物理现象及其地质动力学原理.本文针对ENPEMF信号的非平稳特点，在数据驱动时频分析方法（DDTFA）的基础上提出了基于二值化同步压缩小波变换的改进算法（BSWT-DDTFA）.该算法可以实现数据驱动初始相位自动赋值的功能，具有自适应性.实验仿真和实际数据均证明了该改进算法不仅能够得到较为精确的频率曲线和更加清晰的时频分布，而且具有较强的抗噪声能力.以2013年芦山M_S7.0地震为例，利用BSWT-DDTFA方法提取ENPEMF信号的时频特性，结果表明ENPEMF信号的时间-频率-幅度分布在震前有明显的异常特征.  相似文献   

阿拉善左旗5.8级地震前地脉动信号特征分析          下载免费PDF全文

梁沙沙  高立新  薛丁  戴勇  格根 《地震工程学报》2018,40(4):808-814

本文针对2015年4月15日发生在南北地震带北端的阿拉善左旗5.8级地震,利用乌海台、东升庙台、石嘴山台的连续数字地震波形资料,采用快速傅里叶变换对三个台站的2015年4月1日00时—4月15日23时波形数据进行分析,并持续跟踪0~0.25 Hz包络幅值极大值的变化形态。结果显示:(1)在5.8级地震前,震中附近的乌海地震台、东升庙地震台、石嘴山地震台记录的地震波形均出现频谱向低频偏移的现象;(2)三个台站出现低频异常的包络幅值极大值跟踪形态不一致,其中只有乌海台在震前出现明显的持续不稳定异常,异常持续时间约120h;(3)三个台站距离震中由近及远包络幅值极大值的跟踪形态差异明显。  相似文献   

基于SPEI的渭河流域干旱时空变化特征分析          下载免费PDF全文

邹磊  余江游  夏军  王飞宇 《干旱区地理》2020,43(2):329-338

以标准化降水蒸散指数（SPEI）作为评估指标，基于渭河流域28个气象站点1961—2017年实测降水量和气温数据，采用Mann-Kendall（M-K）趋势检验、经验正交函数以及小波变换等方法分析渭河流域干旱时空变化特征，并研究渭河流域干旱与6种大尺度气候因子之间的相关关系，进一步探讨主要气候因子对流域干旱时空分布特征的潜在影响。研究表明：渭河流域在1961—2017年间整体呈现出变旱的趋势。通过经验正交函数分解，渭河流域干旱分布场主要有3种典型模态类型，分别为全局型、西北—东南反向分布型以及东—西反向分布型；同时，大尺度气候因子南方涛动指数SOI与流域干旱分布场具有更好的相关关系，对该区域内干旱变化有较强的影响。  相似文献   

基于小波变换的地震动时-频特性研究          下载免费PDF全文

董娣  袁美巧  王赞军 《地震工程学报》2020,42(3):653-664

对美国NGA,采用一维连续小波变换得到每条记录的小波功率谱。研究了任意时间处小波功率谱最大值所对应的主频率。结果表明:地震动主频率随时间的增大逐渐减小;竖向地震动分量的主频比水平向分量随时间减小更快。分别采用线性函数模型、指数函数模型和指数三角函数模型,分析了场地、震级和震中距对主频变化曲线的影响,拟合了主频率在不同场地条件、震级、震中距等情况下随时间的变化曲线,水平向和竖向的频率时变曲线整体上都是随时间递减的,且竖向衰减得更快些,大多数情况下竖向记录的高频成分比水平向记录的相应成分要多。  相似文献   

基于VAP卫星的等离子体层顶电子密度波动统计分析          下载免费PDF全文

王玉尤婷  张效信  何飞  林瑞淋  吕景天 《地球物理学报》2020,63(6):2141-2148

基于范艾伦辐射带探测卫星的观测数据(2012年9月至2015年11月),收集了584个等离子体层顶密度波动事件,研究了这些事件分布随磁地方时、磁壳值以及地磁活动的变化关系,并使用快速傅里叶变换分析了全部事件平均功率谱.统计结果表明,等离子体层顶密度波动事件主要发生在磁地方时黄昏扇区,其分布与磁地方时和地磁活动具有明显的相关性.等离子体层顶密度波动在1～100mHz区间内具有接近-5/3的功率谱斜率,表明存在二维磁流体动力学湍流.本文统计结果将有助于进一步深入理解等离子体层顶密度波动在内磁层中能量传输的具体作用,并且将促进对等离子体层顶波动的激发、增强与传播过程的进一步研究.  相似文献   

Dynamic responses of unsaturated half‐space soil to a moving harmonic rectangular load          下载免费PDF全文

Zheng Lu  Ran Fang  Hailin Yao  Cheng Dong  Shaohua Xian 《国际地质力学数值与分析法杂志》2018,42(9):1057-1077

The problem of the dynamic responses of a semi‐infinite unsaturated poroelastic medium subjected to a moving rectangular load is investigated analytical/numerically. The dynamic governing equations are obtained with consideration of the compressibility of solid grain and pore fluid, inertial coupling, and viscous drag as well as capillary pressure in the unsaturated soil, and they can be easily degraded to the complete Biot's theory. Using the Fourier transform, the general solution for the equations is derived in the transformed domain, and then a corresponding boundary value problem is formulated. By introducing fast Fourier transform algorithm, the unsaturated soil vertical displacements, effective stresses, and pore pressures induced by moving load are computed, and some of the calculated results are compared with those for the degenerated solution of saturated soils and confirmed. The influences of the saturation, the load speed, and excitation frequency on the response of the unsaturated half‐space soil are investigated. The numerical results reveal that the effects of these parameters on the dynamic response of the unsaturated soil are significant.  相似文献   

双稀疏字典和FISTA的地震数据去噪          下载免费PDF全文

张良  韩立国  方金伟  张盼  刘争光 《地球物理学报》2019,62(7):2671-2683

地震数据的随机噪声去除是地震数据处理中的一项重要步骤，双稀疏字典提供了两层稀疏模型，比单层稀疏模型可以更好地去除噪声.该方法首先利用contourlet变换对地震数据进行稀疏表示，然后在contourlet域中使用快速迭代收缩阈值算法（fast iterative shrinkage-thresholding algorithm，FISTA）对初始字典系数进行更新，接着采用数据驱动紧标架（data-driven tight frame，DDTF）在contourlet域中得到DDTF字典并通过FISTA得到更新后的字典系数，最后通过DDTF字典和更新后的字典系数获得新的contourlet系数，并对新的contourlet系数进行硬阈值和contourlet反变换得到去噪后的数据.通过模拟数据和实际数据的实验证明：与固定基变换去噪方法相比，该方法可以自适应地对地震数据进行稀疏表示，在地震数据较为复杂时得到更高的信噪比；与字典学习去噪方法相比，该方法不仅拥有较快的去噪速度，而且克服了字典学习因为缺少先验约束造成瑕疵的缺点.  相似文献