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A novel approach in predicting non-stationary time series by combining external forces

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Chinese Science Bulletin 2011年第28期56卷 3053-3056页

作者： wang geli YANG PeiCai BIAN JianChun ZHOU XiuJi Laboratory for Middle Atmosphere and Glotal Environment Observation Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 China Chinese Academy of Meteorological Sciences Beijing 100081 China State Key Laboratory of Severe Weather Beijing 100081 China

In this paper, we investigate a novel technique that reconstructs the observed time series and incorporates driving forces. Furthermore, to illustrate and test the technique, we consider a couple of predictive experiments using ideal time series provided by the logistic and Lorenz systems with specific driving forces. The preliminary results show this approach can improve prediction proficiency to some extent, and the external forces play a similar role to that of state variables.

关键词：时间序列预测非平稳 Lorenz系统测试技术预测能力状态变量驱动力理想

The Prediction of Non-stationary Climate Series Based on Empirical Mode Decomposition

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Advances in Atmospheric Sciences 2010年第4期27卷 845-854页

作者：杨培才王革丽卞建春周秀骥 Key Laboratory for Middle Atmosphere and Global Environment Observation Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Chinese Academy of Meteorological Sciences

This paper proposes a new approach which we refer to as ＂segregated prediction＂ to predict climate time series which are nonstationary. This approach is based on the empirical mode decomposition method （EMD）, which can decompose a time signal into a finite and usually small number of basic oscillatory components. To test the capabilities of this approach, some prediction experiments are carried out for several climate time series. The experimental results show that this approach can decompose the nonstationarity of the climate time series and segregate nonlinear interactions between the different mode components, which thereby is able to improve prediction accuracy of these original climate time series.

关键词： EMD nonstationarity nonlinear system climate prediction time series prediction

Impacts of Future NO_x and CO Emissions on Regional Chemistry and Climate over Eastern China

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Advances in Atmospheric Sciences 2010年第4期27卷 750-760页

作者：王革丽杨培才刘传熙刘毅吕达仁 Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment Observation Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences

A coupled chemical/dynamical model （SOCOL-SOlar Climate Ozone Links） is applied to study the impacts of future enhanced CO and NO_x emissions over eastern China on regional chemistry and climate. The result shows that the increase of CO and NOx emissions has significant effects on regional chemistry, including NOx, CO, O_3, and OH concentrations. During winter, the CO concentration is uniformly increased in the northern hemisphere by about 10 ppbv. During summer, the increase of CO has a regional distribution. The change in O_3 concentrations near eastern China has both strong seasonal and spatial variations. During winter, the surface O_3 concentrations decrease by about 2 ppbv, while during summer they increase by about 2 ppbv in eastern China. The changes of CO, NO_x, and O_3 induce important impacts on OH concentrations. The changes in chemistry, especially O_3, induce important effects on regional climate. The analysis suggests that during winter, the surface temperature decreases and air pressure increases in central-eastern China. The changes of temperature and pressure produce decreases in vertical velocity. We should mention that the model resolution is coarse, and the calculated concentrations are generally underestimated when they are compared to measured results. However, because this model is a coupled dynamical/chemical model, it can provide some useful insights regarding the climate impacts due to changes in air pollutant emissions.

关键词： regional chemistry and climate NO_x and CO emissions eastern China

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配煤优化资源的效益分析

山西化工 2015年第6期35卷 64-66页

作者：王格丽汾西矿业集团运销管理中心山西介休032000

为了合理利用煤炭资源,实现经济效益最大化,需对现有资源进行合理配置,以满足炼焦及电力行业应用。阐述了汾西煤炭资源的特点,针对汾西矿业煤炭资源的具体特点,举实例对配煤销售的经济效益进行了分析。

关键词：配煤优化资源效益分析

基于CCM算法的北半球环状模与东北亚冬季地面气温因果关系的年际变化特征研究

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气候与环境研究 2021年第1期26卷 106-114页

作者：张绿夷谭桂容王革丽南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室北京100029

北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode, NAM)是北半球冬季最主要的环流系统,其变化对北半球的冬季气候变率具有重要的影响。现有研究多采用相关、合成等统计方法对NAM及气候要素进行研究,鲜少从因果关系的角度来进行分析。本... 详细信息

北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode, NAM)是北半球冬季最主要的环流系统,其变化对北半球的冬季气候变率具有重要的影响。现有研究多采用相关、合成等统计方法对NAM及气候要素进行研究,鲜少从因果关系的角度来进行分析。本文基于收敛交叉映射(Convergent Cross Mapping, CCM)算法,利用1960~2018年美国气候预测中心(Climate Prediction Center, CPC)的NAM指数、NCEP/NCAR再分析资料,分析了NAM与东北亚地区冬季地面气温(Surface Air Temperature, SAT)的因果关系的年际变化及其可能的物理机制。结果表明:1)NAM对东北亚地区冬季SAT具有单向因果关系,且其关系的强弱存在年际变化,2006年、1982年分别为因果影响的最大值和最小值年。2)冬季NAM指数存在显著的8~9年尺度主周期,该周期为冬季NAM影响东北亚地区SAT的驱动因子,其变化在一定程度上影响了NAM对东北亚地区SAT因果关系的年际变化。3)对比NAM对SAT影响的因果关系的最大值(2006年)和最小值(1982年)年环流形势,可见,高值年(2006年)NAM的"跷跷板"结构明显,而低值年(1982年)NAM的南北振荡形势并不明显。本文对于分析因果关系的年际、年代际变化给出了一个新的思路。

关键词：北半球环状模(NAM) 收敛交叉映射算法因果关系

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煤的岩相分析在配煤生产中的应用

江西煤炭科技 2014年第2期 147-149页

作者：王格丽山西焦煤汾西矿业集团煤质加工处煤质稽查科山西介休032000

煤的岩相分析的有关指标已经成为辨别煤质特性、判别混煤、配煤炼焦的重要依据,本文通过具体实例论证煤的岩相分析在汾西矿业配煤销售工作中的实际应用。

关键词：岩相分析配煤生产应用

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基于慢特征分析对连续系统的外强迫提取

气候与环境研究 2020年第2期25卷 153-162页

作者：卢文旭段明铿王革丽南京信息工程大学大气科学学院南京210044 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室北京100029

外强迫随时间的变化对于非平稳系统的影响十分重要,如何从该系统中重构或提取外强迫信息则成为研究其中动力学特征的关键所在。本文基于慢特征分析方法(Slow Feature Analysis,SFA)以连续系统(改变的Lorenz系统)为参考模型,分别讨论在... 详细信息

外强迫随时间的变化对于非平稳系统的影响十分重要,如何从该系统中重构或提取外强迫信息则成为研究其中动力学特征的关键所在。本文基于慢特征分析方法(Slow Feature Analysis,SFA)以连续系统(改变的Lorenz系统)为参考模型,分别讨论在周期型强迫、减弱的周期型强迫、指数衰减型强迫、伴随指数衰减的周期型强迫等条件下,SFA方法对模型中不同强迫信号的提取能力。结果显示,SFA方法能够提取作用于连续系统中的外强迫信息,其提取效果与外强迫的强度、噪声以及嵌入维数m有关:对于越弱的外强迫或者存在越强的噪声干扰,提取效果越差,提取信号中将出现虚假的高频波动;嵌入维数m的增大能在一定程度上提高外强迫信号的提取效果。试验还表明,作用在单一变量上的外强迫会将其驱动信息嵌入于系统中,因此,可以通过SFA分析方法从其他变量中提取其外强迫信号。

关键词：慢特征分析方法驱动力非平稳系统连续系统

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非平稳时间序列的区域预测研究

气候与环境研究 2014年第1期19卷 89-96页

作者：张彬金莲姬王革丽南京信息工程大学大气物理学院南京210044 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室北京100029

基于重构状态空间理论和嵌入定理,给出一个新的非平稳场时间序列的区域预测方法。该方法将外强迫因子引入到预测模型中,并且将区域内预测相点的周围相点所对应的空间信息也引入到预测模型中。然后利用该方法对33模Lorenz系统得到的"理想... 详细信息

基于重构状态空间理论和嵌入定理,给出一个新的非平稳场时间序列的区域预测方法。该方法将外强迫因子引入到预测模型中,并且将区域内预测相点的周围相点所对应的空间信息也引入到预测模型中。然后利用该方法对33模Lorenz系统得到的"理想"的非平稳场时间序列进行预测实验分析。结果表明,嵌入外强迫因子可以更好地重构出原来的动力系统,有效地提高非平稳时间序列的预测精度;同时引入空间和外强迫信息可以利用空间数据弥补时间序列长度的不足,从而进一步提高预测精度。

关键词：非平稳时间序列外强迫因子区域预测

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人类活动对大气臭氧层的影响

地球科学进展 2009年第3期24卷 331-337页

作者：王革丽吕达仁杨培才中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029

近些年来,南极地区、北极上空和其他中纬度地区都出现了不同程度的臭氧层耗损现象,人类活动引起的大气臭氧损耗日益得到大家的关注。从飞机排放氮氧化物对大气臭氧的影响,以及臭氧对人类排放的氮氧化物和氯化物潜在的非线性响应等方面... 详细信息

近些年来,南极地区、北极上空和其他中纬度地区都出现了不同程度的臭氧层耗损现象,人类活动引起的大气臭氧损耗日益得到大家的关注。从飞机排放氮氧化物对大气臭氧的影响,以及臭氧对人类排放的氮氧化物和氯化物潜在的非线性响应等方面简述人类活动对大气臭氧层的影响。

关键词：大气臭氧损耗人类活动响应