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   

塔里木盆地南缘8.5 ka以来的黄土岩石磁学特征及其磁化率变化机制          下载免费PDF全文

吕爽  韩文霞  张涛  韩凤清  卢胜城  马学海  张志高 《地球物理学报》2019,62(8):3053-3066

黄土岩石磁学参数是古气候研究中的重要指标，其中磁化率应用最为广泛，并在黄土高原地区取得重大进展，其受控于成壤作用的变化机制也被普遍接受.然而在黄土高原外缘的新疆地区，磁化率的变化机制仍不明确，导致磁化率的古气候意义在该区存在较大争议.本文选取塔里木盆地南缘具有精确年代控制的典型黄土剖面（羊场剖面）开展岩石磁学和高分辨率磁化率研究，利用交叉小波分析方法并结合剖面粒度、矿物及元素特征对该地区磁化率变化机制进行初步探讨.结果显示，羊场剖面的岩石磁学性质主要由粗颗粒软磁性矿物所控制，同时也表现出一定的顺磁性特征.根据载磁矿物和磁化率变化特征可将剖面进一步划分为两个阶段：阶段Ⅰ（8.5~2.5 ka），载磁矿物以亚铁磁性的磁铁矿为主，磁化率值整体较高；阶段Ⅱ（2.5~0.2 ka），亚铁磁性矿物依然占据主导地位，但硬磁性矿物和以黄铁矿为代表的顺磁性矿物相对增多，磁化率值显著降低.相关性研究和交叉小波分析表明：阶段Ⅰ磁化率与粗颗粒组分的变化具有一致性，符合"风速论"模式；阶段Ⅱ磁化率不仅与粗颗粒组分具有明显的正相关关系，而且与指示成壤作用强度的频率磁化率百分含量呈现出显著的负相关关系，暗示了阶段Ⅱ的磁化率变化可能受到"风速论"和"还原性成壤"模式的共同影响.本文拓宽了对新疆地区黄土岩石磁学特征及其磁化率变化机制的深入理解，也为利用磁化率恢复新疆及中亚地区全新世以来的古气候变化历史提供了新的线索.  相似文献   

毛乌素沙区1961-2016年降水特征     

张雪琴  刘树林  冯坤  郭紫晨  康文平  陈翔  支莹 《中国沙漠》2019,39(6):141-150

基于毛乌素沙区10个气象站1961-2016年观测资料，应用Mann-Kendall方法和t检验法对各气象站年降水量进行了突变检验，借助小波分析讨论了各气象站年降水量的周期特征，根据降水量等值线划分结果对整个研究区分区分析了年、季、月和日尺度上的降水变化特征，并在两个时段上分析了季节性降水的差异。结果表明：毛乌素沙区年降水量空间特征差异明显，东部亚区呈上升趋势，中西部亚区呈下降趋势，但变化趋势不显著且无突变发生；降水年内分配不均，干湿季分明，降水集中在5-9月，夏秋季降水占全年降水比重大，季、月和日尺度降水量存在梯度递减变化；年降水量的年际变化过程存在多重时间尺度的自相似结构；近26年的冬春季降水增加显著，但降水波动幅度小于前30年。  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   

Snowmelt characteristics in a pristine mountain catchment of the Jalovecký Creek,Slovakia, over the last three decades     

Ladislav Holko  Michal Danko  Patrik Sleziak 《水文研究》2021,35(4):e14128

The Jalovecký Creek catchment, Slovakia (area 22.2 km², mean elevation 1500 m a.s.l.), is likely the last big valley complex in the Carpathian Mountains, in which the hydrological cycle is still governed by natural processes. Hydrological research is conducted there since the end of the 1980s. The overall mission of the research is to increase the knowledge about the hydrological cycle in the highest part of the Carpathians. The research agenda, briefly introduced in the first part of this article, is focused on water balance, snow accumulation and melt and runoff formation. Recent analysis of precipitation, discharge, snow cover and isotopic data from period 1989–2018 indicates that hydrological cycle has become more dynamic since 2014. Although several indicators suggest that it could be related to the cold part of the year, direct links with snow storage and the contribution of snowmelt water to catchment runoff were not confirmed. The second part of the article is therefore focused on an analysis of daily cycles in streamflow in March to June 1988–2018 to obtain a deeper insight into the snowmelt process. We describe characteristics of the cycles and examine their variability over the study period. The results indicate that less snow at the lowest elevations (800–1150 m a.s.l.) since 2009 could have influenced the cessation of the cycles in June since 2010. The possible role of the decreased amount of snow at the lowest elevations in changes in runoff characteristics is also suggested by an increase in time lags between maximum discharges during the events and maximum air temperatures preceding discharge maxima measured near the catchment outlet (at 750 m a.s.l.) in spring 2018 compared to springs with a similar number of streamflow cycles in the years 1988, 2000 and 2009. Wavelet analysis did not indicate changes in global power spectra in hourly discharge and air temperature data.  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   

Variation characteristics of evaporation in the Gulang River Basin during 1959-2013     

TingTing Wang  JianGuo Li  ZongXing Li 《寒旱区科学》2020,12(4):252-260

Based on monthly evaporation of two meteorological stations in the Gulang River Basin of China, the inter-annual variation of evaporation during 1959-2013 were analyzed using Mann-Kendall and wavelet analysis. The results demonstrated that the annual evaporation show a fluctuating increase over the past 50 years approximately, with an average increase rate of 4.26 mm per decade. The overall trend was decrease-increase-decrease. According to the cumulative anomaly curve,the turning point of the annual evaporation occurred in 1979, in which the evaporation increased in the early stage and decreased in the later stage. Meanwhile, the seasonal variation of the evaporation shows that it decreased in Spring and Autumn, and increased in Summer and Winter, especially obvious for the later. The evaporation abruptly changed in Spring and Summer in 2008 and in Winter in 1994. In addition, all evaporation increased after the changes. However,the evaporation in Autumn abruptly changed in 1986 and 1999, which show a trend of increase-decrease-increase.Wavelet analysis shows that evaporation in Summer and wet season would decrease in the next few years, and in the other seasons would increase. Based on the aforementioned analysis, it can be concluded that increased evaporation is mainly induced by increase of evaporation in dry season, especially in Winter, and this trend to be continued in the future for the Gulang River Basin.  相似文献   

长山群岛海洋渔业资源的平均营养级变化特征     

孙才志  曹威威  肖春柳 《海洋通报》2019,38(1):87-95

根据长山群岛 1965-2016 年渔业统计资料，分析长山群岛海域主要捕捞渔获物产量、平均营养级 （Mean trophic level， MTL）、渔业均衡指数 （Fishing in balance index，FiB） 年际变化，探讨其海洋渔业资源利用状况，并利用小波分析方法研究52年来渔获物 MTL 周期变化特征。研究表明： （1） 长山群岛捕捞产量、MTL 和 FiB 指数呈阶段性变化； （2） 长山群岛渔业资源开发经历初期开发、扩张捕捞、过度捕捞、资源破坏等四个阶段，渔业资源环境正在逐渐恶化；（3） 受人类捕捞活动影响，MTL 在 15~19 年和 24~34 年两种时间尺度下呈周期波动，30 年为第一主周期，17 年为第二主周期。长山群岛渔业资源破坏日益严重，未来几年平均营养级将呈下降趋势。为防止渔业资源进一步衰退，应加强捕捞活动管理力度，落实海洋渔业资源保护制度；完善预警机制，构建海洋渔业资源监测系统；同时应积极调整长山群岛渔业产业结构，提高资源产出效率.  相似文献