基于小波与BP神经网络的太阳黑子时间序列分析预测

太阳黑子年平均数序列是典型的非线性、复杂时间序列.本文利用小波变换,将太阳黑子年平均数序列进行分解重构,对信号的周期特性进行分析,然后采用BP神经网络对重构信号进行预测,建立太阳黑子年平均数的预测序列.结果表明,该模型具有较高的预测精度.     

太阳黑子周期与行星的引潮力

太阳黑子周期的复杂性增加了人们发现其规律的困难,本文对黑子长、短周期进行了统计分析,发现长周期存在7.1年、14.2年、21.3年、28.4年、42.6年的系列,短周期的时变性比长周期的更明显.对黑子周期的外部触发机制做了讨论,发现黑子周期与行星周期之间有良好的对应关系.     

用数字信号处理方法分析太阳黑子活动的周期性

太阳黑子数是描述太阳活动水平的主要指标,太阳活动直接影响人类健康和人类赖以生存的环境—地球;依据数字信号处理原理,采用多种处理方法,分析处理了1770-1869年的太阳黑子数年均值;得出了太阳黑子存在11-12年周期的结论.结果表明该方法对研究太阳活动规律乃至天体规律是有效的.     

太阳黑子数时间序列的R/S分析

对估算HURST指数的R/S(重标极差)分析法做适当的改进,突破时间序列的长度是合数的限制,使得改进的R/S分析法更具有普遍适用性.比较两种方法计算月均太阳黑子数的HURST指数,发现用改进的R/S分析法比R/S分析法得到的HURST指数稍小点,两种方法均表明太阳黑子数时间序列具有长期记忆性.     

基于混沌理论的太阳黑子数时间序列预测

研究基于最大Lypunov指数的预测方法在太阳黑子数时间序列预测中的应用,并在原方法中运用Wolf算法对原方法进行了改进.预测结果表明,改进后的方法比原方法和用回归模型预测的方法有更高的精度.     

第24太阳周太阳黑子数平滑月均值预报

首先分析和检验了提出的相似周方法对第23太阳周各月的黑子数平滑月均值作的预报．然后依据对第24太阳周上升相长度和黑子数平滑月均值的极大值的预报,在假设极大值预报误差为20％,上升相长度预报误差为±7个月的条件下,从已有的23个太阳周中选取了第2,4,8,11,17,20和23周为第24太阳周的相似周．并且用两组相似周,第一组包含上述7个太阳周,第二组只包含第11,17,20和23周,分别对第24周的各月的黑子数平滑月均值的时间变化作了预报．最后,综合考虑了第24周起点的预报和最新的太阳黑子观测数据,对预报出的时间变化曲线给以时间定标,作出了第24周自2007年10月到2018年4月共127个月的黑子数平滑月均值的预报．     

太阳黑子群周期的小波分析

采用小波分析,分析了1610～1995年期间黑子群的周期随时间演化的特征. 分析结果表明,太阳黑子群存在3种明显的周期,分别为11,115和190 a左右的周期. 11 a周期的幅度起伏很大,115 a有小的起伏而190 a周期的幅度非常稳定. 在1960年左右11 a周期的幅度最高,而在Maunder极小和Dalton极小期它的幅度非常低. 115 a周期的幅度在Maunder极小和Dalton极小期比11 a周期的幅度高得多,在1610～1995年期间190 a周期的幅度都比115 a周期的幅度高,而在1960 a左右115 a周期的幅度和190 a周期的幅度都比11 a周期的幅度要低得多.     

电离层TEC预报中同化编辑器的设计

通过对GPS观测及导航数据的分析,给出了用于电离层TEC预报的同化数据格式,并在此基础上用VC++实现了TEC同化编辑器.     

经验小波神经网络在电离层TEC短期预测中的应用

针对电离层总电子含量(TEC)数据非线性、高噪声的特点,将经验小波变换(EWT)应用到此类的数据处理当中,结合BP神经网络,基于分解-预测-叠加的思想建立EWT-BP组合预测模型。采用IGS提供的2010年电离层TEC数据进行实验,对比分析EWT-BP组合模型和单一模型的预测精度。结果表明,EWTBP组合模型能够更好地反映电离层TEC的变化特征,组合模型TEC预测5 d内的平均相对精度为93.2%,比单一模型的预报精度提高了3%。     

电离层TEC的混沌特性分析及预报

利用海口、广州、满洲里、兰州、北京和乌鲁木齐2003年的电离层电子浓度总含量(TEC)数据讨论了电离层TEC的混沌特性及其预报.采用自相关法确定延迟时间τ,综合Cao算法和饱和关联维法(G-P算法)的结果确定嵌入维数m.结果表明:当τ=2,m=6时,可对电离层TEC进行相空间重构,且重构后轨迹的李雅普诺夫指数均为正,应证电离层TEC具有混沌特性.在此基础上采用相空间重构和支持向量机相结合的方法对以上6个站点2003年的电离层TEC数据进行预报,将得到的结果同常用的加权一阶局域法与自适应预报进行比较,发现其预报效果最佳,预报的平均相对精度相对于加权局域法均提高10%以上,最大提升了31.1%;预报的相对精度大于95%的占50%以上,而自适应预报只有25%左右.     

Long-term variations of solar activity

Using the Lomb-Scargle periodogram we analyzed two sunspot series: the one over the past 11000 years at the 10-year interval based upon the survey data of 14C concentration in tree-rings, recon- structed by Solanki et al.; and the sunspot number over the past 7000 years, derived from geomagnetic variations by Usoskin et al. We found the periods and quasi-periods in solar activity, such as about 225, 352, 441, 522 and 561 a, and near 1000 and 2000 a. An approach of wavelet transform was applied to check the two sunspot time series, with emphasis on investigating time-varying characteristics in the long-term fluctuations of solar activity. The results show that the lengths and amplitudes of the periods have changed with time, and large variations have taken place during some periods.     

Lons-term variations of solar activity

Using the Lomb-Scargle periodogram we analyzed two sunspot series： the one over the past 11000 years at the 10-year interval based upon the survey data of ^14C concentration in tree-rings, reconstructed by Solanki et al.; and the sunspot number over the past 7000 years, derived from geomagnetic variations by Usoskin et al. We found the periods and quasi-periods in solar activity, such as about 225, 352, 441,522 and 561 a, and near 1000 and 2000 a. An approach of wavelet transform was applied to check the two sunspot time series, with emphasis on investigating time-varying characteristics in the long-term fluctuations of solar activity. The results show that the lengths and amplitudes of the periods have changed with time, and large variations have taken place during some periods.     

功率谱分析方法在周期分析中的应用

以谱估计理论为基础,对周期图谱分析方法和最大熵谱分析方法进行了简要阐述。通过模拟信号验证了它们分析周期的可行性,并把这两种方法应用到提取太阳黑子数1750年至2008年的平滑月均值的周期分析中,获得被分析资料中隐含的平均周期分别是10.1年、11.1年、11.9年、105.3年,这个结论和实际观测非常一致。并对这两种周期分析方法进行了比较。     

1644-1911年云贵地区旱涝灾害的周期特征以及对太阳黑子活动的响应

为探究历史时期气候灾害特征及影响因子,建立了清代1644-1911年云贵地区的旱涝指数序列,采用滑动t检验和总体经验模态分解（EEMD）分析了清代云贵地区旱涝灾害的突变特征和多时间尺度周期性特征,研究表明：清代云贵地区旱涝指数整体较平稳,呈现先明显增加后减少,然后趋于平稳,清末又明显增加的趋势,旱涝指数序列具有多个跃变点,且具有显著的2.8 a和6.6 a年际周期,13.0 a和40.2 a的年代际周期.由旱涝灾害年次和年均县次比的空间分布图发现,其具有同旱同涝的空间分布特征.由于13.0 a的周期与太阳黑子相对数序列的周期接近,故采用交叉小波分析着重探究了太阳黑子活动对云贵地区旱涝变化的影响,发现云贵地区旱涝指数序列同太阳黑子相对数序列在3~6 a的时间尺度具有强凝聚性共振周期.     

中国古文献中年、月、日的表示方法研究

准确理解和表达年、月、日是研究古文献的重要条件。从古文献学的角度对中国古代主要纪年、纪月、纪日的方法及相关研究进行归纳和梳理．追述了各种方法的起源与沿革。