基于递归图理论的飓风信号非平稳特征定量分析

作     者：邵亚会 侯俊勇 葛耀君 朱晓虎 SHAO Yahui;HOU Junyong;GE Yaojun;ZHU Xiaohu

作者机构：合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 国网安徽省电力公司经济技术研究院安徽合肥230022 

出 版 物：《同济大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tongji University:Natural Science)

年 卷 期：2016年第44卷第12期

页      面：1851-1857页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金(51308178) 国家自然科学基金重点项目(优秀重点实验室项目)(51323013) 

主　　题：飓风 递归图 相空间 非平稳性 递归定量分析 

摘      要：为解决传统时频域分析方法无法定量表征风信号的非平稳特征问题,提出采用递归定量分析方法对风场的非平稳特征进行可视化和定量化分析,该方法适用性强且噪声对计算过程的影响较小.首先,采用相空间重构技术和递归图理论对飓风Gustavo(2008)典型时间序列做非平稳性分析;然后,通过引入递归率、确定率、信息熵、对角线平均长度、层状度和捕获时间等6项递归定量分析指标对飓风过境的全过程进行信号特征的定量分析,并给出飓风信号和良态风信号的6项定量指标界限;最后用台风梅花(1109)进行了上述指标的验证.研究发现,飓风过境前期信号具有一定的周期性和平稳性,中期信号的非线性、非平稳性比较突出;6项递归定量分析指标能够客观区分开飓风信号和良态风信号;递归定量分析方法完全适用于风信号系统的研究,能够更全面、定量地描述风信号的非平稳特征.