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基于REOF的不同量级降雨侵蚀力时空变化——以重庆市为例
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作者 靳军英 王林 +1 位作者 金铁生 张卫华 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期163-177,共15页
研究重庆市不同地理分区内各量级降雨侵蚀力的时空变化特征,为该地区进行更加精准的区域性水土流失防治工作提供理论依据。选取1981-2020年重庆市31个站点逐日降雨数据,利用旋转经验正交函数(Rotated Empirical Orthogonal Function,RE... 研究重庆市不同地理分区内各量级降雨侵蚀力的时空变化特征,为该地区进行更加精准的区域性水土流失防治工作提供理论依据。选取1981-2020年重庆市31个站点逐日降雨数据,利用旋转经验正交函数(Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF)对降雨侵蚀力进行地理分区,并结合R/S、5年滑动平均、Mann-Kendall检验等方法,分析各分区不同量级降雨侵蚀力时空变化。结果表明:①重庆市降雨侵蚀力可分为6个地理区域(Ⅰ-Ⅵ区);②重庆市多年平均降雨侵蚀力为5784.04 MJ·mm/(hm^(2)·h·a),不同降雨侵蚀力从大到小依次为:大雨、暴雨、中雨、大暴雨;③大雨侵蚀力在Ⅰ-Ⅲ区和Ⅴ-Ⅵ区占主导优势,暴雨侵蚀力在Ⅳ区占主导优势。各分区中,中雨、大雨及暴雨侵蚀力主要集中在5-9月,大暴雨侵蚀力集中在6-8月;④各区不同量级降雨侵蚀力年际变化从小到大依次为:中雨、大雨、暴雨、大暴雨;同一量级降雨侵蚀力的整体变化趋势均不显著;Hurst指数表明,中雨侵蚀力在Ⅰ和Ⅴ区、大雨侵蚀力在Ⅱ和Ⅴ区、大暴雨侵蚀力在Ⅰ和Ⅲ区呈强持续上升趋势;⑤中雨、大雨及大暴雨侵蚀力在渝东南、渝东北占主导优势,暴雨侵蚀力在渝西以及重庆中部占主导优势,且Ⅰ区酉阳和秀山、Ⅱ区开州、Ⅲ区北碚和铜梁、Ⅳ区璧山和永川、Ⅴ区巫溪和云阳及Ⅵ区忠县是不同量级降雨侵蚀力的高峰中心。通过对重庆各分区不同量级降雨侵蚀力的分析,明确了可能引起土壤侵蚀的主要雨型、高发时期和潜在风险较高的地区,可为区域水土流失动态监测和水土保持措施的合理制定提供参考。 展开更多
关键词 降雨侵蚀力 时空变化 旋转经验正交分解法 MK非参数趋势检验 R/S分析法
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基于REOF分析的山东省年降水区域特征及趋势分析 被引量:6
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作者 任建成 谷山青 卢晓宁 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期224-231,共8页
[目的]探究山东省不同气候分区年降水量的时空特征,为该地区气候分析、防灾减灾提供更加区域性的参考依据。[方法]根据山东省95个国家地面气象观测站1991—2020年降水年值数据,首先对山东省年降水场进行气候分区,然后通过相关统计方法... [目的]探究山东省不同气候分区年降水量的时空特征,为该地区气候分析、防灾减灾提供更加区域性的参考依据。[方法]根据山东省95个国家地面气象观测站1991—2020年降水年值数据,首先对山东省年降水场进行气候分区,然后通过相关统计方法分析各分区降水的时空变化特征。[结果](1)山东省各降水模态降水偏少的年份更多,降水偏多的年份降水强度更大,年代际变化均较为明显,但各模态降水偏多偏少的年份分布及强度变化有所不同。(2)山东省年降水量大致由东南向西北递减,年降水场划分为东南沿海区(Ⅰ区)、西北平原区(Ⅱ区)和中部山地区(Ⅲ区)3个区域,各降水分区年降水均呈不显著增加趋势,趋势率各不相同,突变均不明显。(3)山东省各降水分区年降水量均具有较为明显的周期性特征,东南沿海区年降水场存在2个较为明显的能量中心,中心尺度均为2~3 a,未来变化具有强持续性;西北平原区年降水场存在3个较为明显的能量中心,中心尺度分别为5~7 a, 3 a和2~3 a,未来变化具有持续性;中部山地区年降水场存在2个较为明显的能量中心,中心尺度分别为2~3 a, 6 a,未来变化具有强持续性。[结论]山东省降水偏少的年份更多,降水偏多的年份降水强度更大,年降水场大致可分为3个分区,各分区年降水量均呈不显著增加趋势,均具有较为明显的周期性特征,且未来变化均具有持续性。 展开更多
关键词 年降水 区域特征 旋转经验正交函数 重标极差分析法 山东省
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基于EOF的江西台风暴雨分布环境场分析
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作者 朱星球 李婕 +1 位作者 尹小飞 马锋敏 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期714-724,共11页
基于1961—2019年影响江西的179个台风暴雨过程降雨资料和ECMWF再分析0.125°×0.125°资料,结合台风暴雨分布的EOF分型和登陆地点分类分析得出江西的台风强降水主要有5种分布类型,构建台风暴雨的预报模型,以期提高台风暴... 基于1961—2019年影响江西的179个台风暴雨过程降雨资料和ECMWF再分析0.125°×0.125°资料,结合台风暴雨分布的EOF分型和登陆地点分类分析得出江西的台风强降水主要有5种分布类型,构建台风暴雨的预报模型,以期提高台风暴雨的预报准确率。所有台风强降雨个例中台风环流与副高之间存在明显的急流,进入江西时仍有螺旋雨带,除了台风路径和强度,暴雨落区主要与高层辐散、环流内低层辐合、地形、西风带系统、西南季风等有关。全省型:200 hPa上江西中北部处南亚高压中,台风登陆福建在副高西侧西北行穿过江西,环流四周的低层急流和气旋性切变造成暴雨、大暴雨;台风登陆广东在两环副高之间北上,与西风带系统结合造成江西大范围强降雨和远距离暴雨;台风登陆浙江在副高南侧西行进入江西北部,螺旋雨带造成大范围强降雨。中南型:配合200 hPa上江西北部有辐合区、南部为辐散区,台风登陆福建西行穿过江西中南部,对流层中层急流位于江西北部限制了雨区向北发展,强降雨出现在台风西侧、东侧的急流前部或南侧气旋性切变中;台风登陆广东东行,东侧东南急流与地形、西风带系统结合,造成江西中南部强降雨。东北型:台风登陆福建北上穿过赣东北,受西南季风影响,环流四周低空急流和气旋性切变配合高层辐散造成江西东北部强降雨。台风登陆浙江西行在安徽境内徘徊,螺旋雨带造成赣东北强降雨。东南型:200 hPa上有高空槽东移影响江西,台风登陆福建从副高西侧北上,台风长轴转为东北-西南向,环流东侧偏南急流、南侧气旋性切变造成江西东部、南部强降雨。中部型:台风登陆福建西北行穿过江西中部,对流层中层急流位于江西北部,台风南侧辐合区配合200 hPa上江西中部有辐散区造成强降雨。 展开更多
关键词 台风 暴雨 eof 环境场
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浅水声速剖面用经验正交函数(EOF)表示的可行性研究 被引量:49
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作者 沈远海 马远良 +1 位作者 屠庆平 姜小权 《应用声学》 CSCD 北大核心 1999年第2期21-25,共5页
本文研究利用经验正交函数(EOF)及少量参数以近似表示实测浅水声速剖面的方法,研究了 样本数,不同浅水域的样本和算法的关系,并得出结论:一定区域的浅水声速剖面,以经验正交函数 (EOF)近似表示,仍可以达到较好的精度。... 本文研究利用经验正交函数(EOF)及少量参数以近似表示实测浅水声速剖面的方法,研究了 样本数,不同浅水域的样本和算法的关系,并得出结论:一定区域的浅水声速剖面,以经验正交函数 (EOF)近似表示,仍可以达到较好的精度。这对于声场层析及被动定位问题有着很重要的意义。 展开更多
关键词 浅水 声速剖面 经验正交函数 E0F 可行性 水声学
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EOF/PCA诊断气象变量场问题的新探讨 被引量:33
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作者 丁裕国 梁建茵 刘吉峰 《大气科学》 CSCD 北大核心 2005年第2期307-313,共7页
进一步论证了经验正交函数 /主分量分析 (EOF PCA)在气象变量场诊断中的物理内涵 ,证明基于EOF PCA的R型和Q型展开 ,可描述为气象变量场主要振荡型分解和主要空间分布型分解两种方案。前者表明 ,气象变量场的准周期振荡可分解为各主分... 进一步论证了经验正交函数 /主分量分析 (EOF PCA)在气象变量场诊断中的物理内涵 ,证明基于EOF PCA的R型和Q型展开 ,可描述为气象变量场主要振荡型分解和主要空间分布型分解两种方案。前者表明 ,气象变量场的准周期振荡可分解为各主分量的周期振荡 ,它们各自等价于不同网格点 (或站点 )以其载荷为权重的迭加周期振荡 ,因此 ,气象变量场准周期振荡可视为来自不同周期源 (网格点或站点 )的准周期振荡逐层叠加的结果 ;后者表明 ,气象变量场的水平空间分布可视为各种主要空间分布型的叠加 ,而Q型展开才是对各种主要空间分布型的正交分解。由此深化了EOF PCA气象变量场诊断的物理内涵。 展开更多
关键词 PCA eof 变量 气象 诊断 场问题 空间分布型 准周期振荡 经验正交函数 物理内涵 主分量分析 正交分解 网格点 振荡型 可分解 Q型 站点 叠加 可视
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东、黄海海表面温度季节内变化特征的EOF分析 被引量:24
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作者 曾广恩 练树民 +2 位作者 程旭华 华祖林 齐义泉 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期146-155,共10页
基于1998—2004年的TRMM/TMI卫星遥感海面温度(SST)数据,在初步分析东、黄海SST的季节分布特征的基础上,采用EOF方法分析了SST的季节内变化特征,进而对SST季节内变化的可能机制进行了探讨。EOF分析获得的前4个模态的累积方差贡献率为57.... 基于1998—2004年的TRMM/TMI卫星遥感海面温度(SST)数据,在初步分析东、黄海SST的季节分布特征的基础上,采用EOF方法分析了SST的季节内变化特征,进而对SST季节内变化的可能机制进行了探讨。EOF分析获得的前4个模态的累积方差贡献率为57.07%,其结果基本反映了东、黄海SST变化的主要物理过程。其中,EOF的第一模态的方差贡献率占30.17%,其空间模态揭示了以东海北部为中心的、整个海域SST变化趋于一致的特征,这一模态的显著变化周期为6.3周;第二模态的方差贡献率占14.36%,其空间模态呈现东南海域与西北海域SST的反相变化趋势,显著变化周期为8.7周和10.6周;第三模态的方差贡献率占7.02%,其空间SST变率最大的区域位于黄海海域,显著变化周期为6.8,8.7,10.2周等;第四模态的方差贡献率占5.52%,其空间SST变率最大的区域位于东、黄海近海,显著变化周期为6.8周。东、黄海SST季节内变化与此海区大气中的季节内振荡是紧密相关的。 展开更多
关键词 东海 黄海 海表面温度 季节内变化 eof分析
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台湾以东海域声速剖面序列的EOF分析 被引量:18
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作者 张旭 张永刚 +2 位作者 张健雪 聂邦胜 姚忠山 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期498-506,共9页
利用了4 a的Argo剖面序列,通过经验正交函数(EOF)分析,得出了台湾以东海域声速垂直结构的时空变化特征。EOF拟合声速剖面的精度与选取的模态数有关,合成剖面时包含的模态数越多,精度越高;前3-6个模态反映了海区声速结构的主要变化,累... 利用了4 a的Argo剖面序列,通过经验正交函数(EOF)分析,得出了台湾以东海域声速垂直结构的时空变化特征。EOF拟合声速剖面的精度与选取的模态数有关,合成剖面时包含的模态数越多,精度越高;前3-6个模态反映了海区声速结构的主要变化,累积方差贡献率可达89.4%-96.6%。第1模态描述了声速在垂直方向上的同相变化,具有年周期,峰值和谷值分别出现在夏季和冬季;第2模态描述了声速在近表层与次表层和主跃层的反相变化。第1、2模态的共同作用是声速垂直结构差异的主导因素,使近表层声速的季节性变化较大,而主跃层的变化相对较小;而第3模态及更高阶的模态对声速剖面的调制作用在物理意义上并不明显。 展开更多
关键词 声速剖面 经验正交函数(eof) 台湾东部海域 ARGO
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利用EOF相空间分析东亚梅雨旱涝长期过程的初步研究 被引量:12
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作者 朱抱真 张瑞雪 林学椿 《大气科学》 CSCD 北大核心 2001年第6期817-826,共10页
利用非线性动力学中的相空间概念,分析了梅雨旱涝3~5年循环的长期过程。对全球热带 850 hPa的纬向风场距平所作的 EOF,第 1特征向量显示T Walker环流异常在赤道球圈上的分布;第2特征向量主要显示热带一副热带... 利用非线性动力学中的相空间概念,分析了梅雨旱涝3~5年循环的长期过程。对全球热带 850 hPa的纬向风场距平所作的 EOF,第 1特征向量显示T Walker环流异常在赤道球圈上的分布;第2特征向量主要显示热带一副热带之间的环流异常的经向分布。在第1时间系数和第2时间系数所定义的二维相空间中,由相轨线分析,得到梅雨涝年主要集中于第2象限,而旱年则相对多在第4象限。说明梅雨旱涝年际变异的主导模态和热带大气环流的主要特征向量有着密切的关联。它们显示了以3~5年时间尺度的大气环流演变的长期特征性过程。 展开更多
关键词 经验正交函数 相空间 梅雨 旱涝年际变异 热带大气环流
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一次暴雨过程的EOF分析 被引量:18
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作者 张铭 安洁 朱敏 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第2期321-328,共8页
在用21层η坐标细网格模式对1998年7月21-22日发生在武汉地区的一次持续性特大暴雨过程数值模拟的基础上,利用较高时空分辨的模式输出结果对暴雨过程做经验正交函数分解(EOF分析)尝试。结果表明:EOF第1主分量的空间分布代表典型的... 在用21层η坐标细网格模式对1998年7月21-22日发生在武汉地区的一次持续性特大暴雨过程数值模拟的基础上,利用较高时空分辨的模式输出结果对暴雨过程做经验正交函数分解(EOF分析)尝试。结果表明:EOF第1主分量的空间分布代表典型的暴雨环境背景场的低值系统;EOF第2主分量的空间分布与人字形切变线(西部为冷式切变,东部为暖式切变)相联系,是影响这次暴雨的重要形势场;利用相轨线分析方法发现,暴雨过程中EOF第1主分量和EOF第2主分量的时间系数在暴雨临近阶段,两者正相关,激发暴雨,在暴雨后期两者负相关,促使这次暴雨趋于减弱结束。 展开更多
关键词 暴雨 eof分析 相轨线
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非均匀站网EOFs展开的失真性及其修正 被引量:17
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作者 丁裕国 江志红 《气象学报》 CSCD 北大核心 1995年第2期247-253,共7页
从理论上证明,非均匀站网EOFs展开有不同程度的失真。在同等条件下,均匀站网与非均匀站网EOFs展开结果有明显差异.提出了一种附加面积权重的修正方案用以弥补非均匀站网EOFs展开的失真现象。实例计算表明,中国气温场(... 从理论上证明,非均匀站网EOFs展开有不同程度的失真。在同等条件下,均匀站网与非均匀站网EOFs展开结果有明显差异.提出了一种附加面积权重的修正方案用以弥补非均匀站网EOFs展开的失真现象。实例计算表明,中国气温场(160站)经修正EOFs展开后,其气温变化主分量趋势与特征能更加客观地揭示中国地区增暖效应的局地差异。 展开更多
关键词 经验正交函数 非均匀站网 气温场变化
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气候变化及新四季划分方法下的西藏季节变化趋势分析
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作者 史继清 罗珍 +4 位作者 益西卓玛 刘赛 李积宏 旦增益嘎 甘臣龙 《干旱区地理》 北大核心 2025年第7期1141-1152,共12页
基于1981—2023年西藏38个气象站点气温日资料,选择西藏新四季划分方法划分西藏四季,探讨西藏气候季节区域变化、四季开始日期的时空变化以及季节变化趋势。结果表明:(1)西藏四季分明区集中分布在雅鲁藏布江一线和林芝市,四季不分明区(... 基于1981—2023年西藏38个气象站点气温日资料,选择西藏新四季划分方法划分西藏四季,探讨西藏气候季节区域变化、四季开始日期的时空变化以及季节变化趋势。结果表明:(1)西藏四季分明区集中分布在雅鲁藏布江一线和林芝市,四季不分明区(无夏区)主要位于西藏西部、北部和沿喜马拉雅山一带的高海拔区域。(2)西藏春、夏季开始日期有提前的趋势,秋、冬季开始日期有推迟的趋势。春季开始日期于2000年出现显著提前突变,秋、冬季开始日期分别于2003、1995年出现显著推迟突变。(3)就开始日期而言,春、秋季的第一模态(EOF1)呈现“春季西北低、东南高,秋季中间高、两边低”的特点;春季的第二模态(EOF2)表现为“西北正、东南负”的反向分布型;秋季EOF2呈现西南正值中心与东北负值中心相反的空间分布特征;冬季EOF1属于“北部高、西南部低”,冬季EOF2与春季EOF2特征相同。(4)未来春、夏季开始日期的推迟和秋、冬季提前的态势将出现。 展开更多
关键词 开始日期 小波分析 趋势分析 经验正交函数(eof) 西藏
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基于经验正交分解的中国日降水随机事件集构建
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作者 杨一飞 方伟华 +1 位作者 郑金丽 付婧瑄 《热带地理》 北大核心 2025年第4期589-604,共16页
历史降水数据是评估干旱和洪水等灾害风险的基础,但是历史数据无法涵盖未来更极端的降水情况,而目前大范围格网单元的随机降水生成方法尚不完善。为此,文章旨在基于历史降水信息生成具有空间相关性的随机降水,以提升灾害风险评估的可靠... 历史降水数据是评估干旱和洪水等灾害风险的基础,但是历史数据无法涵盖未来更极端的降水情况,而目前大范围格网单元的随机降水生成方法尚不完善。为此,文章旨在基于历史降水信息生成具有空间相关性的随机降水,以提升灾害风险评估的可靠性。基于经验正交分解以及主成分系数概率拟合等方法,探索了中国0.1°格网尺度日降水随机事件集的生成方法和技术流程。首先,基于经验正交分解方法,对中国1961-2022年共62年逐日降水数据进行分解,对于年内任意一天均形成62个空间模态及对应的模态系数;其次,利用多种概率分布函数对各日的模态系数进行概率分布拟合,并为每日选择出一个最优拟合函数;然后,基于各日模态系数概率分布,并选择历史模态系数的最大值、最小值的2倍作为阈值上下边界范围,进行多年的日降水情景蒙特卡洛抽样;最后,利用每日62个空间模态及随机模态系数,生成各年逐日随机降水事件集。为比较历史降水、随机降水特征的一致性和差异性,模拟生成5000个年份的日降水事件,并用最大值、平均值、标准差、典型重现期降水、空间相关性5个统计特征值进行对比分析。结果显示:1)随机降水较好地保留了历史降水的强度-概率特征,在格网尺度上二者平均值差异<0.9 mm几乎可以忽略,10、20和50 a一遇降水强度差异均<15%,二者标准差的差异均<8%。2)随机降水有效地扩展了年最大值上限,在差异最大的网格上,随机降水最大值比历史降水提高了36%。3)随机降水较好地保留了空间相关性特征,中国所有格网的逐日莫兰指数和皮尔逊相关系数,最小值也分别>0.96和0.95。基于经验正交分解的中国日降水随机事件集,可为后续量化灾害风险评估提供良好的降水数据基础。 展开更多
关键词 日降水 经验正交分解 随机事件模拟 时空相关性
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利用EOF作相空间拓展与有限区域大气系统混沌吸引子维数的确定 被引量:1
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作者 朱育峰 严绍瑾 +1 位作者 彭永清 张勤 《南京气象学院学报》 CSCD 1995年第1期52-56,共5页
提出用自然正交函数分解的方法来开拓相空间,从而研究有限区域上大气系统的混沌性质。与利用时间滞后作漂移来开拓相空间方法相比较,前者充分保证了相空间各基矢量的正交性,弥补了后者只能对单点资料进行计算的不足。文中利用欧洲中... 提出用自然正交函数分解的方法来开拓相空间,从而研究有限区域上大气系统的混沌性质。与利用时间滞后作漂移来开拓相空间方法相比较,前者充分保证了相空间各基矢量的正交性,弥补了后者只能对单点资料进行计算的不足。文中利用欧洲中期数值天气预报中心1980~1986年北半球亚洲地区的500hPa位势高度场逐日格点资料进行了EOF分解并计算得到了该地区大气系统的分维数为D=6.2。从而表明,为支撑该地区大气系统的混沌吸引子至少应取7维系统或以7个变量才能作出描述。 展开更多
关键词 eof 相空间 分数维 大气系统 混沌吸引子
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EOF和CCA方法在台风路径预报试验中的比较 被引量:2
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作者 黄立文 胡基福 常美桂 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 1997年第2期112-124,共13页
利用气候持续性因子,并分别考虑500hPa高度场的EOF因子和CCA因子,分别建立了基于EOF因子的和基于CCA因子的南海台风24-120小时路径预报模式。经过非独立样本和独立样本的预报检验、比较。将两种方法运用于5... 利用气候持续性因子,并分别考虑500hPa高度场的EOF因子和CCA因子,分别建立了基于EOF因子的和基于CCA因子的南海台风24-120小时路径预报模式。经过非独立样本和独立样本的预报检验、比较。将两种方法运用于500hPa高度场的分析表明,CCA方法得出的典型变量权重系数分布虽不能象EOF方法的特征向量一样表示出明显的而且平滑的空间场形式,但CCA方法浓缩了更多的与台风路径整体相关性最好的原变量场信息,因而更能有效地减小预报误差。预报检验表明,无论是基于EOF因子的路径预报模式,还是基于CCA因子的路径预报模式,都具有一定的预报能力,其中以后者的预报效果为更好,从5年预报来看,24、48、72、96和120小时的平均矢量误差分别为159.27、314.84、524.12、813.03和987.12km。该路径预报模式为南海台风短。 展开更多
关键词 台风 路径 台风预报 eof CCA法
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1961-2020年中国西北地区干旱时空演变特征及其对植被的影响
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作者 胡铁军 张亮 《节水灌溉》 北大核心 2025年第4期96-102,117,共8页
西北地区独特的地理和气候条件使得该地区干旱频发,明确干旱演变特征对于区域防灾减灾具有重要意义。此外,在季节尺度上,干旱对植被的影响及周期性研究相对较少。鉴于此,选用标准化降水蒸散指数(SPEI)表征气象干旱,基于连续小波变换和... 西北地区独特的地理和气候条件使得该地区干旱频发,明确干旱演变特征对于区域防灾减灾具有重要意义。此外,在季节尺度上,干旱对植被的影响及周期性研究相对较少。鉴于此,选用标准化降水蒸散指数(SPEI)表征气象干旱,基于连续小波变换和旋转经验正交函数(REOF),研究1961-2020年中国西北地区季节尺度干旱演变规律特征,并利用Pearson相关性分析、交叉小波和小波相干分析1982-2020年归一化植被指数(NDVI)对SPEI的响应。结果表明:①REOF将研究区干湿状况分为4个亚区,空间分布上具有一定差异;干湿突变年存在明显的季节性差异。②在季节尺度上SPEI具有明显的周期性,震荡周期的发生时段集中在1991-2001年间,但周期长度不同。③干旱发生频率具有明显的季节性和地域性,季节上,夏季>春季>秋季;干旱程度上,中度>轻度>重度>极端。④季节干旱均严重影响西北地区植被生长,超过50%的地区SPEI与NDVI呈正相关关系,通过小波相干和交叉小波分析了SPEI和NDVI的变化关系,二者具有明显的年际变化周期性。 展开更多
关键词 干旱 周期性 小波分析 时空特征 植被 旋转经验正交函数 西北地区
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南极地区气温的空间特征及与南半球环状模的关系
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作者 李沅峰 徐敏 杨清华 《极地研究》 北大核心 2025年第2期251-263,共13页
南极气温是全球气候变化的敏感变量。本文利用ERA5再分析数据研究了南极表面气温年际变化的空间分布特征,以及不同季节表面气温与南半球环状模(Southern Annular Mode, SAM)的关系。研究结果如下:(1)通过对四季表面气温的经验正交函数... 南极气温是全球气候变化的敏感变量。本文利用ERA5再分析数据研究了南极表面气温年际变化的空间分布特征,以及不同季节表面气温与南半球环状模(Southern Annular Mode, SAM)的关系。研究结果如下:(1)通过对四季表面气温的经验正交函数分解发现,第一、第二模态分别解释了总方差的20%~40%和10%~20%,不同季节的空间模态分布存在差异;(2)通过对位势高度的回归分析发现,南半球秋、冬季第一模态,春季第二模态的空间特征与SAM的空间分布较为类似,对应时间系数与SAM指数的相关系数也表明上述模态受SAM影响较大;(3)通过对风场的回归分析发现,相较于东南极,西南极所展现的冷暖平流更好地解释了表面气温分布;(4)通过相关分析与合成分析,较好地阐述了SAM对不同区域南极四季表面气温变化的影响。 展开更多
关键词 南极气温 南半球环状模 空间特征 经验正交函数 回归分析 南极地区
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中国夏季降水异常EOF模态的时间稳定性分析 被引量:28
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作者 庞轶舒 祝从文 刘凯 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第6期1137-1146,共10页
本文基于1980~2012年中国160个台站降水资料,利用滑动交叉检验等方法讨论了中国夏季降水距平和距平百分率EOF各模态的时间稳定性,在此基础上探讨了EOF方法在中国夏季降水短期气候预测中的应用条件和潜在能力。研究表明,随机剔除一年样本... 本文基于1980~2012年中国160个台站降水资料,利用滑动交叉检验等方法讨论了中国夏季降水距平和距平百分率EOF各模态的时间稳定性,在此基础上探讨了EOF方法在中国夏季降水短期气候预测中的应用条件和潜在能力。研究表明,随机剔除一年样本,中国夏季降水距平场前四个EOF模态表现出显著的稳定性。若时间系数完全预测准确,则潜在的可预测站点主要位于黄河以南地区,理想预测与原始降水的距平相关系数为0.6左右。相对而言,降水距平百分率各模态的时间稳定性易受极端降水事件的影响,当人为削弱这种影响后,随机剔除一年样本,其前三个模态的稳定性得到提高,潜在的可预测站点均匀分布,理想预测与原始降水的距平相关系数为0.48。但是,伴随着预报时效的增加,降水距平和距平百分率后三个EOF模态的时间稳定性下降,预示着EOF方法对未来两年以上降水的预测能力将会明显下降。 展开更多
关键词 中国夏季降水异常 经验正交分解(eof) eof时间稳定性
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基于REOF的淮河流域降雨侵蚀力时空变化 被引量:8
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作者 魏冲 董晓华 +4 位作者 龚成麒 马耀明 喻丹 薄会娟 赵文义 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期135-144,共10页
淮河流域作为中国重要的粮食生产基地,研究其降雨侵蚀力的时空变化特征,对流域水土流失防治、土壤资源保护及农业可持续发展具有重要意义。该研究基于淮河流域内的40个气象站点1960—2018年的日降雨数据,采用Xie方法计算各站点降雨侵蚀... 淮河流域作为中国重要的粮食生产基地,研究其降雨侵蚀力的时空变化特征,对流域水土流失防治、土壤资源保护及农业可持续发展具有重要意义。该研究基于淮河流域内的40个气象站点1960—2018年的日降雨数据,采用Xie方法计算各站点降雨侵蚀力及降雨侵蚀力密度;使用旋转经验正交函数(Rotating Empirical Orthogonal Function,REOF)对淮河流域依据降雨侵蚀力的分布特性进行分区,采用线性倾向率、改进的Mann-Kendall检验和R/S分析法来分析流域内降雨侵蚀力的时空变化特征;并为不同分区提供合理的农业水土流失防治措施。结果表明:1)淮河流域多年年均降雨侵蚀力及降雨侵蚀力密度分别为4264 MJ·mm/(hm^(2)·h)和4.63 MJ/(hm^(2)·h),且降雨侵蚀力未来将呈增长趋势;整体上,流域内年降雨侵蚀力从东南部向西北部递减,年降雨侵蚀力密度从北部向南部递减。2)基于淮河流域40个站点的年降雨侵蚀力序列,使用REOF展开的10个空间特征向量的累计贡献率达74.34%,可着重突出空间分布特征。并依据这10个模态分布将淮河流域的降雨侵蚀力场划分为降雨特征不同的10个地理区。3)降雨侵蚀力较高的分区为第2、3、4、5和6区,主要集中于流域南部和东部;5—9月的降雨侵蚀力约占全年总和的80%~91%,降雨侵蚀力密度较高。3)在降雨侵蚀力较高的5—9月期间,流域内各区域的农业活动过程中需加强水土流失防治措施,尤其是第6区所在的区域。研究结果可为淮河流域内不同区域的耕地水土保持工作提供参考,并进一步保障流域内农业可持续发展。 展开更多
关键词 降雨 侵蚀 旋转经验正交函数 农业用地 趋势分析 淮河流域
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北美与东亚中纬地区电离层TEC变化的EOF建模和分析 被引量:3
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作者 姚新 赵必强 +1 位作者 刘立波 万卫星 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期556-565,共10页
考察了北美(30°N—50°N,140°W—50°W)与东亚(42.5°N—57.5°N,65°E—140°E)中纬地区电离层总电子含量(TEC)的变化.TEC数据来自美国喷气动力实验室(JPL)约15年的全球电离层图(Global Ionospheric... 考察了北美(30°N—50°N,140°W—50°W)与东亚(42.5°N—57.5°N,65°E—140°E)中纬地区电离层总电子含量(TEC)的变化.TEC数据来自美国喷气动力实验室(JPL)约15年的全球电离层图(Global Ionospheric Map,GIM)数据.利用经验正交函数(Empirical Orthogonal Functions,EOF)得到上述两地区前三阶本征模及相关时间系数,分别约占TEC总变化的99.57%和99.79%.结果表明,两地区前三阶:EOF分量所表现出的TEC变化基本一致.第一阶EOF分量表现为受太阳活动调制的半年变化;第二阶EOP、分量表现为关于零磁偏线的经向电子浓度东西不对称结构,计算表明该结构与受地磁偏角控制的热层纬向水平风引起的等离子体向上漂移密切相关;第三阶EOF分量表现为磁倾控制的热层子午向风引起的等离子体向上漂移影响. 展开更多
关键词 电离层TEC 经验正交函数(eof) 半年/年变化 TEC东西不对称
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基于EOF和小波分析的山东省年降水时空变化特征 被引量:24
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作者 任建成 王峰 卢晓宁 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第2期179-183,共5页
为了探究山东省年降水量的时空变化特征,根据山东省29个国家基本、基准地面气象观测站1980—2019年逐月降水资料,通过经验正交分解(EOF)、小波分析等方法对山东省年降水量变化特征进行了分析探讨。结果表明:山东省年降水量介于507.0~104... 为了探究山东省年降水量的时空变化特征,根据山东省29个国家基本、基准地面气象观测站1980—2019年逐月降水资料,通过经验正交分解(EOF)、小波分析等方法对山东省年降水量变化特征进行了分析探讨。结果表明:山东省年降水量介于507.0~1047.4 mm,大体上由东南向西北递减;山东省年降水场主要具有2种模态,4种表现类型,分别为全省多雨型,全省少雨型,东南部降水偏多、西北部降水偏少型以及东南部降水偏少、西北部降水偏多型,山东省40 a来降水场表现出4种类型的年份数分别为12,12,2,4 a,4种降水类型分布年份实况验证的准确率达到96.7%;山东省年降水量存在3~9 a的年际变化周期,以及15~32 a的年代际变化周期,其中主周期为28,18,4,7 a,分别经历了大约2,3,15,8.5个丰—枯转换期。综上,山东省年降水量由东南逐渐向西北递减。年降水场具有2种模态,4种表现类型,且具备多时间尺度周期特征。 展开更多
关键词 气候特征 年降水 经验正交函数(eof) 小波分析 山东省
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