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气象领域极端事件的长程相关性

物理学报 2009年第4期58卷 2853-2861页

作者：封国林王启光侯威龚志强支蓉扬州大学物理科学与技术学院扬州225002 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室北京100029 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

利用固定阈值法研究了Lorenz系统极端事件序列的长程相关性特征.研究结果表明:不同阈值标定的极端事件序列具有长程相关性,且标度指数α比较接近,但都比Lorenz系统略小.不同的初值对极端事件序列的长程相关性影响不大,即对初值不敏感性,... 详细信息

利用固定阈值法研究了Lorenz系统极端事件序列的长程相关性特征.研究结果表明:不同阈值标定的极端事件序列具有长程相关性,且标度指数α比较接近,但都比Lorenz系统略小.不同的初值对极端事件序列的长程相关性影响不大,即对初值不敏感性,但Lorenz系统的长程相关性随着控制参数的增大而明显减弱.通过与高斯白噪声序列对比研究发现,Lorenz系统极端事件序列具有较好的记忆性特征.最后采用国家气候中心194个测站1957年—2004年日最高气温观测资料进行分析,揭示了实际气象要素中存在类似的规律.

关键词： Lorenz系统极端事件长程相关性记忆性

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大连气候变暖及其对农业的影响

生态学杂志 2009年第5期28卷 933-937页

作者：侯国成王秀萍大连市气象局大连116001

选取大连地区7个观测站1961—2007年历年月平均气温、最高气温、最低气温、≥0℃积温、≥10℃积温、<0℃负积温和无霜冻等指标,统计分析了近47年其变化特征,研究了大连地区热量资源对气候变暖的响应及其对农业生产的影响。结果表明:月... 详细信息

选取大连地区7个观测站1961—2007年历年月平均气温、最高气温、最低气温、≥0℃积温、≥10℃积温、2007年比1961—1987年的平均值明显增高(多),尤以最低气温增幅最大,冬季升温幅度大于夏季,大连地区气候变暖主要来自最低气温升高的贡献;<0℃负积温绝对值明显减少;初霜推后,终霜提前,无霜期日数增多;20世纪80年代后期大连气候明显变暖,尤其是21世纪初异常偏暖事件频发,热量资源增加,对冬季大棚蔬菜等设施农业的生产有利,病虫等越冬存活率上升,农业投入增加,气候变暖对大连地区农业影响是利弊并存。

关键词：气候变暖农业生产大连

1960～2008年江西省极端降水变化趋势

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气候与环境研究 2010年第4期15卷 462-469页

作者：任玉玉任国玉中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081

利用江西省17个国家级台站1960～2008年逐日降水量资料,对日降水量超过绝对阈值(25mm和50mm)和百分位数阈值(95%和99%)的极端降水变化情况进行了分析。结果表明,江西省近50年极端降水频率和强度均呈波动上升趋势,大雨和强降水频率的增... 详细信息

利用江西省17个国家级台站1960～2008年逐日降水量资料,对日降水量超过绝对阈值(25mm和50mm)和百分位数阈值(95%和99%)的极端降水变化情况进行了分析。结果表明,江西省近50年极端降水频率和强度均呈波动上升趋势,大雨和强降水频率的增加最为迅速,暴雨和极端强降水事件强度增加最大;夏季各种极端降水事件频率均有明显升高;冬季大雨和强降水事件频率也有显著增加;春季和秋季极端降水强度有明显增加,特别是暴雨和极端强降水事件强度增加迅速;夏季暴雨和极端强降水强度有所降低或略有增加;江西省极端降水的频率和强度变化趋势较为一致,特别是1990年代;极端降水的增加以发生频数的增加为主,降水强度的增加并不显著;近50年江西省大部分地区的极端降水事件频率和强度均有增加,但高值区的分布有较大的差异。极端强降水事件强度在鄱阳湖平原附近减小,而在周边的大部分地区呈增长趋势。进一步的分析发现,极端降水强度的变化与地形有显著的正相关关系。

关键词：极端降水气候变化江西省

近50年中国气温、降水极值分区的时空变化特征

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气象学报 2011年第1期69卷 125-136页

作者：黄琰封国林董文杰中国科学院东亚区域气候-环境重点实验室北京100029 中国科学院研究生院北京100049 中国气象局国家气候中心北京100081 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875

在全球增暖背景下,当前极端天气气候事件频发,由此引发的气象灾害及其所带来的社会经济损失日益增加。深入了解与社会生活密切相关的气温和降水极值的特征,对开展防灾减灾工作有指导意义。文中用百分位阈值求算变量极值的概率密度值,从... 详细信息

在全球增暖背景下,当前极端天气气候事件频发,由此引发的气象灾害及其所带来的社会经济损失日益增加。深入了解与社会生活密切相关的气温和降水极值的特征,对开展防灾减灾工作有指导意义。文中用百分位阈值求算变量极值的概率密度值,从极值概率角度用系统聚类分析法合并站点,根据方差稳定性特征和变量最概然值的均值确定划分区域个数和对区域编号。从各区挑选与同区站点相似系数最大的代表站,分析其极值概率分布时空变化特征,以此研究中国极端气温和降水的空间分布随时间变化的情况。分析可知气温极小值在除夏季外的其他三季,极大值在冬季,日总降水量在冬、春季,其极值空间分布特征与它们气候年均值的分布相似;极值分区形式与地形和纬度的相关性较大:春、冬季的纬度、海拔高度分别对分区影响较大;其他两季两者都有较大影响;极大、极小值分区分别受海拔高度、纬度影响较大。由气温、降水的概率密度曲线、方差及偏度系数可知春、秋季易发生极端高、低温事件;中国北方地区春、冬季分别易发生极端高、低温事件,夏季东南部地区易发生较严重的极端高温和降水事件。对比1960 1990年和1978 2008年这两个气候态下的极值特征,发现近30年冬季增温最明显;秋季和夏季降水明显增加。全年极端低温的极端性和发牛概率都有所增加,尤其是冬季;秋、冬季的极端高温有所增加。极端降水的极端值和发生概率分别在四季和冬季有所增加。最后在易频发严重极端高、低温及降水事件的季节和地区给出了防灾减灾建议。

关键词：极端气温极端降水概率分布百分位阈值系统聚类法

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长江上游月降水人工神经网络预测模型

长江流域资源与环境 2011年第1期20卷 40-47页

作者：冯亚文任国玉张丽罗华超华北水利水电学院河南郑州450011 中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081

长江上游月降水量预测对于三峡库区及整个长江流域水资源管理具有重要意义。根据长江上游不同气候区降水差异,选取玉树、九龙和宜宾3个代表性气象站点近60a的月降水量数据,运用反向传播神经网络、径向基函数神经网络、广义回归神经网络... 详细信息

长江上游月降水量预测对于三峡库区及整个长江流域水资源管理具有重要意义。根据长江上游不同气候区降水差异,选取玉树、九龙和宜宾3个代表性气象站点近60a的月降水量数据,运用反向传播神经网络、径向基函数神经网络、广义回归神经网络和多元线性回归法,确定降水时滞和降水月份,建立月降水预测模型,来预测未来一个月的降水量,并采用均方误差和判定系数来验证和对比各种模型的模拟效果。结果显示:人工神经网络模型总体上优于多元线性回归,特别是反向传播神经网络的模拟结果各站表现较好,在确定合理的输入变量和网络结构后,可以尝试作为长江上游各站月降水预测模型。

关键词：长江上游流域人工神经网络月降水量预测多元线性回归

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中国降水量变化的空间分布特征与东亚夏季风

干旱区地理 2011年第1期34卷 34-42页

作者：张国宏李智才宋燕武永利王晓丽山西省气候中心山西太原030006 中国气象局培训中心北京100081 山西省气象科技服务中心山西太原030002

利用NCEP/NCAR海平面气压场和中国站点月降水量资料,研究了中国近47 a来的降水量变化空间分布特征及东亚夏季风与中国夏、秋季降水的关系。1961-2007年中国年降水量减少的区域主要在东北、华北、西北东部、西南东部和华南西部,形成一个... 详细信息

利用NCEP/NCAR海平面气压场和中国站点月降水量资料,研究了中国近47 a来的降水量变化空间分布特征及东亚夏季风与中国夏、秋季降水的关系。1961-2007年中国年降水量减少的区域主要在东北、华北、西北东部、西南东部和华南西部,形成一个东北-西南向的带状区域,其余大部为增加趋势,其中陕西北部和四川中南部减少趋势显著,增加趋势显著的地区主要在西部,特别是新疆西北部。冬季降水量中国大部分地区为增加趋势,只有华北和西南的少部分地区为减少趋势;春季降水量青藏高原东部显著增加,陕西南部显著减少;夏季东北、华北和西南地区降水量为减少趋势,东南和西北大部为增加趋势,其中新疆北部和青海北部增加显著;秋季降水量中国的西部大部为增加趋势,东部大部为减少趋势,在甘肃南部和四川东部减少趋势显著。年降水量为增加趋势的区域面积大于减少趋势的区域面积;冬、春、夏季为增加趋势的面积显著地大于减少趋势的面积,其中冬季差异最大,只有秋季减少趋势的面积大于增加趋势的面积。年降水量相对变率低值区主要在西南和华南,高值区主要在新疆南部的塔里木盆地(盆地中有著名的塔克拉玛干沙漠),其次是内蒙古西部的沙漠地带。四个季节的降水量相对变率与年的分布类似。近61 a来东亚夏季风强度分别在20世纪60年代中期和70年代中期出现了两次明显的减弱过程。东亚夏季风与中国夏、秋季的降水量相关明显。东亚夏季风的减弱可能是中国夏季东北、华北和西南地区以及秋季东部地区降水量减少的一个重要原因。

关键词：降水趋势相对变率东亚夏季风中国

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东北地区降水年内分配的不均匀性

自然灾害学报 2009年第2期18卷 89-94页

作者：张运福胡春丽赵春雨王颖任国玉沈阳区域气候中心辽宁沈阳110016 国家气候中心北京100081

利用东北地区93个台站1961-2005年的逐日降水资料,通过降水集中度和降水集中期,讨论了该地区降水的年内分配不均匀分布特征。结果表明,东北地区的降水集中度自东南向西北逐渐递减;集中期具有南北高中间低的变化特点。从长期趋势上看,降... 详细信息

利用东北地区93个台站1961-2005年的逐日降水资料,通过降水集中度和降水集中期,讨论了该地区降水的年内分配不均匀分布特征。结果表明,东北地区的降水集中度自东南向西北逐渐递减;集中期具有南北高中间低的变化特点。从长期趋势上看,降水集中度的减小趋势显著,在该地区的东北部和西北部各有一个趋势明显的区域(通过0.05的显著性检验),但集中期的减小趋势不显著,只有2个台站通过显著性检验。年降水量与降水集中度和降水集中期的相关系数表明:东北地区年降水量与降水集中度呈显著的正相关,即年降水量越多(少)的地区,年内降水越集中(均匀);年降水量与降水集中期的关系并不显著。

关键词：东北地区降水集中度降水集中期不均匀性

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河南省月和年降水量正态性分析

气候与环境研究 2010年第4期15卷 522-528页

作者：王纪军任国玉匡晓燕汪方河南省气候中心郑州450003 中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081 河南省气象台郑州450003

利用1957～2008年(共52年)河南省48个气象站月、年降水量资料,利用标准偏态系数和峰度系数检验方法,对降水量的正态性进行了分析。结果表明,河南省大多数气象站的月和年降水量不服从正态分布,但对降水量序列进行开平方或开立方处理后,... 详细信息

利用1957～2008年(共52年)河南省48个气象站月、年降水量资料,利用标准偏态系数和峰度系数检验方法,对降水量的正态性进行了分析。结果表明,河南省大多数气象站的月和年降水量不服从正态分布,但对降水量序列进行开平方或开立方处理后,降水量序列的正态性得到明显的改善。半数台站的年降水量原始序列服从正态分布。对各站偏态系数进行平均,可以发现,所有站月序列的偏态系数均为原序列的最大,立方根序列的偏态系数最小。原序列均为正偏,平方根序列以正偏为主,立方根序列则以负偏为主。所有站月原序列的峰度系数均为正数,平方根或立方根的峰度系数则正负相间。

关键词：河南降水量正态性概率分布

滑动去趋势波动分析与近似熵在动力学结构突变检测中的性能比较

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物理学报 2009年第4期58卷 2862-2871页

作者：何文平吴琼张文王启光张勇国家气候中心北京100081 中国气象科学研究院北京100081 南京邮电大学通达学院南京210003 扬州大学物理科学与技术学院扬州225002

近似熵(ApEn)被认为是一种有效的动力学结构突变检测方法.将一种新的动力学结构检测方法——滑动去趋势波动分析(MDFA)与ApEn的检测结果进行了比较,检验了新方法的性能.结果表明,新方法的检测结果几乎不依赖于子序列的长度,而ApEn虽然... 详细信息

近似熵(ApEn)被认为是一种有效的动力学结构突变检测方法.将一种新的动力学结构检测方法——滑动去趋势波动分析(MDFA)与ApEn的检测结果进行了比较,检验了新方法的性能.结果表明,新方法的检测结果几乎不依赖于子序列的长度,而ApEn虽然能在一定程度上识别系统的动力学结构突变,但其检测结果依赖于子序列长度,且不能准确地检测出突变点的位置.因此,相对于ApEn方法而言,MDFA方法更适合于动力学结构突变检测,其优越性是显而易见的.

关键词：滑动去趋势波动分析近似熵动力学结构突变