冬季全球大气季节内振荡的特征分析

利用欧洲中期数值天气预报中心的ERA-40逐日再分析资料,计算得到350 K等熵面上45年冬季气候平均位势高度场,再利用Butterworth滤波器得到等熵面上位势高度30～60 d低频波.应用经验正交分解(EOF)对冬季350 K等熵面上的低频位势高度场进行时空分析,结果表明:在第1主分量场上,空间分布特征最明显的是南极涛动(AAO)、北极涛动(AO)、北美-太平洋涛动(PNA)以及经向偶极型低频变化.这种空间分布形式说明在350 K等熵面上南北半球间通过太平洋地区的经向低频波列传播,使得AAO与AO相互影响,相互作用.第2主分量场上,空间分布特征则表现出全球经向和纬向上的低频波列特征,以及南北半球在大西洋地区的相互作用.将EOF分解得到的前2个主分量场的时间系数投影到1957—2002年冬季的时间序列中,发现冬季全球大气低频振荡在20世纪70年代末80年代初发生了明显的年代际突变,并在80年代末以后逐渐加强.说明在80年代末以后冬季南北半球的低频变化相互作用有所加强,也说明太平洋,大西洋上的经向传播特征更为明显.     

过去2000年中国温度变化研究的几个问题

根据最近重建的中国东部地区过去2000年冬半年温度距平序列,结合最近其他一些相关研究结果,对过去2000年中国温度变化序列的重建方法、小冰期及魏晋南北朝冷期的起迄时间与寒冷状况、中世纪暖期与隋唐暖期的温暖程度、过去2000年中国冷暖变化的幅度与速率、温度变化的千年波动周期、20世纪气候增暖是否超出过去2000年气候波动的最大范围及20世纪暖期历史相似型等几个问题进行了综合评述.     

中国东北地区干旱趋势的年代际变化

选用东北地区(包括内蒙东部)26个气象站的温度和降水资料,分析了近50 a来的干旱发展趋势和年代际变化.认为:在向干旱发展的总趋势下还有明显的干湿年代际变化,温度逐年升高在干旱发展的总趋势中起主要作用,而降水的年代际变化在干旱的年代际变化中起重要作用,两者在12和25 a的低频振荡上有惊人的一致性.这种低频振荡与东亚中高纬度地区的区域西风环流指数的年代际变化相联系,它们之间呈很好的反位相关系;降水与区域经向环流指数则有很好的同位相关系.但在近50 a的时间范围内,上述各项变化特征在后半期不如前半期的关系好.这可能与全球增暖在高纬度和低纬度地区的强度不同所导致的东亚季风减弱有关.     

年际和年代际气候变化的全球时空特征比较

5利用1950－1998年全球海洋同化分析资料和全球大气再分析资料，分析比较了全球海气系统年际和年代际变化的主要时空特征。结果表明：1）全球上层海洋年际变化主要为位于热带太平洋的ENSO模态，年代际变化最显区域中纬度海洋、赤道外热带东太平洋和大西洋及南半球高纬度区域；2）全球大气年际和年代际变化均主要位于中高纬地区尤其是两极地区，在年际时间尺度上，气温异常和气压异常没有明显的对应关系，但在年代际时间尺度上，气温增暖（变冷）常常伴随着气压的降低（升高）；3）在年际时间尺度上，发生在中高纬度陆地地区的大气年际变化和主要发生在热带海洋的上层海洋年际变化没有一致性的内在联系，前主要表现为大气内部（浑沌）变化，而后主要为热带海气相互作用产生的ENSO变化；4）在年代际时间尺度上，全球海洋大气系统大约在20世纪70年代均一致性地经历了一次跃变，其结果导致80年代以来，全球大范围地区（尤其是两极和西伯利亚地区）气温明显偏暖，赤道两侧的热带东太平洋、北美和南美西海岸及非洲西海岸等海域海表温度偏高，伴随着这种全球大范围背景增暖现象，青藏高原北部地区和格陵兰岛气温具有变冷趋势，而中纬度北太平洋和南半球高纬度海域海表温度也表现为降低。     

朔城区近53年气温变化特征分析

根据朔城区气象局1957—2009年近53年的气温序列资料,分析了朔城区年平均气温、各季节平均气温、平均最高、最低气温及极端最高、最低气温变化特征。结果表明：近53年来朔城区气候分为冷、暖两个阶段,以20世纪90年代中期为界,前为冷期,后为暖期。年和季的平均气温都呈上升趋势,20世纪90年代中期以来这种趋势尤为明显。     

中国东部四季降水量变化空间结构的研究

利用观测资料和史料所重建的中国东部（110°E以东）71站1880?2004年的四季降水量序列,通过EOF分析得到了各个季节降水量空间分布的主要形态,并且按其特点分为两类,冬春秋季为一类,夏季为一类。利用重建的1880?1950年和观测的1951?2004年的500 hPa高度场资料,分析了大气环流对各季降水异常的影响。结果表明,各季的降水异常分布形态与高空环流形势有很好的对应关系,并且近百年来这种对应关系比较稳定。最后研究了各季降水量空间结构的周期变化特征,结果显示各个季节降水量空间分布形态都存在高频的年际变化和低频的年代际变化。功率谱和子波分析表明,高频集中于2～4年、5～8年,而低频则集中在15年、20～25年、60年,共同代表了中国季节降水异常变化的主要周期。     

1959～2012年夏季珠三角地区高温热浪的时空 分布特征及其城市热岛效应的影响分析

本文采用珠三角地区9个观测站点1959-2012年夏季(6-8月)逐日02h、08h、14h、20h的温度资料研究珠三角地区夏季高温热浪天气日数和强度的时空分布特征,以及暖夜日数的历年变化趋势,并分析了2000-2012年夏季广州市城市热岛效应对高温热浪天气的影响。研究表明：1)珠三角地区高温热浪日数及强度的时空分布特征相似,空间分布上呈从北向南递减趋势,时间分布上20世纪60年代到80年代呈减少趋势,80年代开始呈增加趋势,21世纪之后大幅增加,并在2007年达到峰值;2)珠三角地区暖夜日数呈增加趋势,且高值区分布与高温热浪日数和强度的分布相似,均发生在90年代末以后;3)1980-2012年夏季广州站各项要素的增加速度均为最快,说明城市热岛效应对广州市区的高温热浪(暖夜)的强度和持续时间均有增强作用;4)2000-2012年夏季广州市6次高温热浪过程中,城区的暖夜日数占总日数的78.6%,郊区的暖夜日数占总日数的14.2%,说明城市热岛效应对城区高温热浪期间夜间温度的影响比白天更为突出。     

近千年全球平均气温变化的研究

综合分析了Mann等、Jones等、Crowley等及Briffa所建立的4条代表北半球或全球平均的近千年气温序列.介绍了王绍武等用30个站代资料建立的近千年全球平均气温序列(W),以及用能量平衡模式所作的近千年气温变化的模拟结果(S).对各种气温序列与模拟结果作了比较.W的振幅最大,与S相关系数最高(0.83).对重建与模拟千年气温变化的不确定性进行了讨论,利用大气环流模式所作的模拟研究评估了根据30个站建立全球气温序列可能包含的误差.并指出11世纪的气温明显高于近千年平均气温,这在一定程度上也可以反映出中世纪暖期.不过,20世纪仍然是近千年中最暖的一个世纪.     

云南汛期雨量年代际转折突变的研究

 应用时间序列转折突变点的检测方法,对云南省18个代表站1951～1999年汛期雨量年代际转折突变进行了初步研究.结果表明:云南省18个代表站均存在明显的年代际转折突变.云南大部分地区汛期雨量在50年代发生了多雨转折突变;70年代发生了少雨转折突变;80年代以后云南大部分地区汛期雨量又发生一次多雨转折突变.     

登陆中国热带气旋路径的年代际变化

利用1951~2002年热带气旋年鉴资料,将52年分成ID1(1951~1979年)和ID2(1980~2002年)两个年代际时段,研究西北太平洋7~9月登陆中国热带气旋路径的年代际变化.结果表明,登陆中国热带气旋存在明显的月际、年际和年代际变化,从ID1到ID2,热带气旋路径频数在东海和菲律宾海明显下降,而在南海略微有所上升.东海和南海热带气旋路径频数的时间序列进一步揭示了20世纪70年代末期热带气旋路径频数位置的变化.     

同步轨道卫星实时测定轨方法

同步轨道卫星由于其"静止"特性,用多台站时间比对技术精确测定地面站到卫星间的伪距。而在以伪距为观测量的测定轨中,观测方程和动力学方程都是非线性的。为了避免线性化方程带来的误差,并满足实时性要求,该文提出用无味Kalman滤波(unscented Kalman filtering,UKF)法。实验是用5个距离拉开的测轨站采集的实测数据,并通过计算机仿真验证,仿真结果表明UKF法测定轨结果随机误差明显减小,而且满足实时性要求。     

基于经验模态分解的上证综合指数时间序列分析

采用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法对上证综合指数(Shanghai composite index,SCI)进行研究,将其分解为多个内模函数(intrinsic mode functions,IMFs)和剩余项之和.通过对各阶内模函数进行基本统计分析和分布拟合,发现其"尖峰厚尾"的特点基本服从自由度为3的t分布.通过对各阶内模函数进行周期性分析,揭示各阶模态间不同的波动信息,并得到周、月、半年等时间尺度股指的波动特点,以及典型上涨和下跌时段的波动周期和波动特点.     

水火电联合系统中水轮机及其调速系统对低频振荡的影响

以水火电三机联合系统为例,提出了多机系统的低频振荡研究模型,综合考虑了励磁调节系统、汽轮机调速系统和水轮机及其调速系统的作用,对不同状态下的特征根进行了比较,并做了振荡模式的相关性和灵敏度分析,结果表明了水轮机及其调速系统对电力系统低频振荡模式的影响不可忽略.     

基于标准化降水蒸散指数的宁夏中部干旱带干旱趋势分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960～2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发生强度和频次变化以及干旱发生范围变化。结果表明:①SPEI中起决定性作用的因素是降水;②SPEI值的变化对不同时间尺度的敏感性不同,时间尺度越小,干湿变化趋势越明显,甚至是正负波动振荡;③宁夏中部干旱带干湿变化明显,不同季节均呈湿润化趋势,且以轻度干旱和中度干旱为主,干旱发生范围和干旱发生强度总体呈缩小趋势。     

Characteristics of low-frequency components of the near-bottom current in the Chinese Pioneer Area

Two deep-sea moorings were deployed respectively in the east area and the west area of Chinese Pioneer Area (CPA) in the tropic east Pacific to monitor the regional deep-sea dynamics below 600 meters above bottom (mab) from July 1997 to Oct. 1999. Results of statistics, spectral estimate and correlation analysis of the low-passed velocity data show that time scales of low-frequency components of the near-bottom currents are 25~120 days, in which 51-day period dominates the lower band of the frequency domain. Topographic features have obvious effect on low-frequency currents below 50 mab; modulations of the bot-tom-intensified sheared mean flow to the low-frequency currents are the dynamic mechanism of the frequency shift that occurs in both the east-area and the west-area.     

上海市轨道交通客流量的公交导向开发影响因素分析

采用了上海市域范围内轨道交通站点层面的数据,运用多元回归方法,检验并确定了影响上海市轨道交通客流量的重要的公交导向开发(TOD)因素.结果表明站点影响区域内的公交车服务次数、公交车平均发车间隔、步行至最近公交站点的时间、轨道交通站点的出入口数量以及站点周围是否有停车场等五个变量对轨道交通的客流量具有显著影响.尤其是,公交车服务次数和平均发车间隔这一对看似矛盾的因素恰好表明了接驳型公交服务的增加对轨道交通客流提高的重要性.此外,提出了具体的政策建议,以期用来指导城市和交通开发的实践活动.     

基于粒子群改进的自适应核密度估计算法的江苏省地面气温分析

考虑到当前气温分析方法对于季度、月度及日夜时间尺度下的数据分析不够充分的问题,提出一种基于粒子群算法改进的自适应核密度估计算法(PA-KDE),利用1961~2008年江苏省12个站点的定时气温资料研究该方法在季度、月度及日夜时间尺度下的灵敏度。按区域与季节对试验进行分析的结果表明：PA-KDE算法在季度、月度、日夜时间尺度下具有更高的灵敏度;同时可以用来更全面的分析气温的时空变化特征以及不同影响因子的效果。可见在讨论气温时空变化以及影响特征时要关注更多时间尺度、区域、季节下的影响。     

基于综合信息元的多源数据集成

基于地理信息系统的空间分析模型一般采用传统空间叠加方法进行数据集成,这一方法在具体操作过程中叠加产生的单元在大小和数目上具有很大的不确定性,同时还会产生大量无意义的细小图斑,影响空间分析模型的有效实施．本文引入综合信息元作为地理信息系统空间数据采集、存储、管理以及空间分析模型的基本单元,它在一定研究目的和空间尺度下具有相对稳定的大小、均一的内部属性和清晰的边界．针对不同的相关因子以及数据类型,综合信息元可以采用数据叠加法、综合法和网格划分法等进行构建．一旦综合信息元得以确定,便可以此为基础,进行多源数据的集成,为空间分析模型的实施提供数据准备．本文进一步探讨了ARC／INFO环境下基于综合信息元的多源数据集成方法及其程序实现．结果表明,这一集成方法在精度满足分析要求的同时,集成效率大大提高,同时与传统数据叠加方法相比,不但单元数目明显减少,而且单元边界相对固定,可以避免传统数据叠加方法因多次叠加操作而增减图元数目以及由于大量无意义细小图斑产生而带来的误差．     

基于1990-2015 归一化植被指数的河北植被时间变化特征及其对干旱的响应

基于1990-2015年研究区逐旬归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）数据和站点逐日降水数据,对河北地区NDVI时间变化特征及其与多尺度标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI）的响应关系进行了深入分析。结果表明：（1）研究区草地、林地面积增加,空间上呈自东向西交替变化,并呈破碎化现象。（2）年均及生长期NDVI呈明显的上升趋势,夏季NDVI最高,冬季最低,月均NDVI时间变化与雨热同期。（3）不同尺度SPEI均呈下降趋势,随着时间尺度的增加,降幅不断加剧。干旱整体上发生的持续时间和干旱程度有所降低,而春季发生干旱明显强于其他季节。（4）年际及夏季NDVI对SPEI变化响应最为显著,夏季NDVI与SPEI06之间的相关性为最高的0.628,春秋次之,冬季最低。年际及季节性NDVI变化与SPEI03及SPEI06变化的相关性较高。年际及季节NDVI变化对SPEI的响应较单独的气候因子（气温、降水）更明显。     

基于多模态低秩处理的沙漠地震随机噪声压制

沙漠地带的随机噪声使沙漠地震记录中的有效信号很大程度上被淹没。针对此问题,提出将自适应噪声 辅助的集合经验模态分解方法(CEEMDAN: Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise)与鲁棒标准正交子空间方法 (ＲOSL: Ｒobust Orthonormal Subspace Learning) 有效融合。首先利用 CEEMDAN 算法对沙漠地震数据进行分解,将分解得到的所有模态拼成一幅新记录,并对其进行低秩分解,再 将得到的稀疏部分中每道的所有模态重新叠加获得去噪结果。二者相结合,不仅解决了单一的低秩处理对沙 漠地震数据效果不明显的问题,同时也规避了要对 CEEMDAN 算法分解得到的模态进行取舍的难题。模拟实 验和实际数据处理表明,该算法压制低频随机噪声具有明显的优势,同时对有效信号的保幅均能保证在 85% 以上,对实际数据中面波的压制也相对比较彻底。