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基于多因子多模式集成的中长期径流预测模型

水科学进展 2024年第3期 408-419页

作者：陈娟徐琦曹端祥李国智钟平安河海大学水文水资源学院

提高中长期径流预测精度对于水资源调度等具有重要意义和应用价值。基于国家气候中心的130项气候因子，采用皮尔逊相关系数、最大信息系数、方差增量指标筛选主要预测因子，建立基于DS(Dempster-Shafer)证据理论的多因子综合方法；采用... 详细信息

提高中长期径流预测精度对于水资源调度等具有重要意义和应用价值。基于国家气候中心的130项气候因子，采用皮尔逊相关系数、最大信息系数、方差增量指标筛选主要预测因子，建立基于DS(Dempster-Shafer)证据理论的多因子综合方法；采用随机森林、BP神经网络和贝叶斯网络等建立基于水文-气象因子遥相关的中长期径流预测模型，构建基于DS证据理论的预测结果集成模型。以三峡水库为对象开展实例研究，结果表明：引入遥相关因子能有效提高预测精度；基于DS证据理论的多因子综合方法能筛选出综合性更强、稳定性更优的因子，弥补单一筛选方法的不足；基于DS证据理论的多因子多模式集成方法在径流预测精度上优于单一方法单一模型，确定性系数提高到0.823,平均相对误差降低到23.2%。

关键词：中长期径流预测 DS证据理论随机森林贝叶斯网络 BP神经网络遥相关

A teleconnection pattern of upper-tropospheric circulation anomalies over the Eurasian continent associated with the interannual variability of atmospheric convection over the tropical western North Pacific in July

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Atmospheric and Oceanic Science Letters 2024年第3期17卷 20-24页

作者： Peishan Chen Riyu Lu State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of Sciences BeijingChina College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijingChina

热带西北太平洋大气对流的年际变化对东亚夏季气候有着显著影响,而且受到前冬ENSO的影响.然而,还有相当多的西北太平洋对流年际变化不能由前冬ENSO解释.本文表明,7月西北太平洋对流受到欧亚大陆对流层上层遥相关型的显著影响,且这一影... 详细信息

热带西北太平洋大气对流的年际变化对东亚夏季气候有着显著影响,而且受到前冬ENSO的影响.然而,还有相当多的西北太平洋对流年际变化不能由前冬ENSO解释.本文表明,7月西北太平洋对流受到欧亚大陆对流层上层遥相关型的显著影响,且这一影响与前冬ENSO的影响程度相当.该遥相关型表现为位于欧洲的气旋式环流异常,中亚的反气旋式环流异常和东亚带状延伸的气旋式环流异常,并表现为7月对流层上层环流的第一主模态.基于本文的结果并结合前人的研究,作者认为这一遥相关型能通过亚洲急流出口区附近的罗斯贝波破碎引起西北太平洋对流异常.

关键词：遥相关大气对流西北太平洋年际变化

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基于随机森林遥相关因子选择的月径流预报

水力发电学报 2022年第3期41卷 32-45页

作者：熊怡周建中贾本军胡国华华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 长沙理工大学水利工程学院长沙410114

流域径流过程与大尺度气候因子之间存在遥相关关系,如何从众多的水文、气象、大气环流及洋流等因子中找出与径流密切关联的因子,是中长期径流预报的一个难题。将基于贝叶斯优化的随机森林模型应用于对水文、气象、气候因子构成的高维度... 详细信息

流域径流过程与大尺度气候因子之间存在遥相关关系,如何从众多的水文、气象、大气环流及洋流等因子中找出与径流密切关联的因子,是中长期径流预报的一个难题。将基于贝叶斯优化的随机森林模型应用于对水文、气象、气候因子构成的高维度因子集进行因子选择,根据变量重要性评分挑选对月径流影响较大的预报因子,构建广义回归神经网络、极限学习机、支持向量回归径流预报模型。将该方法应用到金沙江流域,相较于线性相关法,基于随机森林输入因子选择的方法提高了模型泛化性能;遥相关因子的引入既实现了流域月径流高精度预报,又从物理机制上提供了支撑。

关键词：月径流预报随机森林贝叶斯优化遥相关金沙江

北大西洋涛动和英国-鄂霍次克海走廊型遥相关对2022年盛夏长江中下游极端高温的影响

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大气科学学报 2023年第3期46卷 345-353页

作者：尹泽疆魏维杨崧中山大学大气科学学院/南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000 中山大学广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室广东珠海519000

利用欧洲中期天气预报中心的ERA5再分析资料,分析中高纬度大尺度环流异常对2022年盛夏长江中下游地区大范围极端高温事件的影响。结果表明,此次极端高温异常主要受到东亚副热带异常反气旋和北部异常气旋的影响。该经向偶极型环流异常与... 详细信息

利用欧洲中期天气预报中心的ERA5再分析资料,分析中高纬度大尺度环流异常对2022年盛夏长江中下游地区大范围极端高温事件的影响。结果表明,此次极端高温异常主要受到东亚副热带异常反气旋和北部异常气旋的影响。该经向偶极型环流异常与北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)和英国-鄂霍次克海走廊型遥相关型(British-Okhotsk Corridor,BOC)密切相关。NAO正位相关联的副热带急流波列有利于副热带反气旋的形成。同时,正位相的BOC与丝绸之路遥相关耦合,有利于经向偶极型环流模态的形成。在该环流模态的影响下,对流层高层的南亚高压和西风急流明显增强且东伸,中低层西太平洋副热带高压增强西伸。异常高压控制下的下沉气流以及西风急流出口区右侧的下沉气流通过绝热下沉增温与晴空短波辐射增温,促进地表气温升高,进而引发极端高温异常。

关键词：高温急流遥相关

江苏省稻纵卷叶螟迁入期虫情指标与西太平洋海温的遥相关及其长期预报模型

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应用生态学报 2008年第9期19卷 2056-2066页

作者：高苹武金岗杨荣明刘梅黄敬峰江苏省气象台南京210008 江苏省气象科学研究所南京210008 江苏省植物保护站南京210036 浙江大学环境与资源学院杭州310029

将西太平洋海温作为长期预报因子,根据场相关分析方法进行相关普查,用GRADS软件绘制了江苏省宜兴、盐都、靖江地区稻纵卷叶螟迁入峰期、峰期持续时间及峰期蛾量等各虫情指标与各格点逐月的月海温值间相关系数的时、空分布图,从中找出了... 详细信息

将西太平洋海温作为长期预报因子,根据场相关分析方法进行相关普查,用GRADS软件绘制了江苏省宜兴、盐都、靖江地区稻纵卷叶螟迁入峰期、峰期持续时间及峰期蛾量等各虫情指标与各格点逐月的月海温值间相关系数的时、空分布图,从中找出了与稻纵卷叶螟迁入期各虫情指标相关的强信号海区,并对预测因子进行最优化相关处理,建立了三地区稻纵卷叶螟迁入期各虫情指标的长期预报模型.结果表明:三地区稻纵卷叶螟迁入峰期与西太平洋海温存在共同的高相关区;稻纵卷叶螟迁入持续时间与西太平洋海温具有较好的相关关系;海温显著影响迁入峰期蛾量,二者间具有较稳定的相关关系,且其相关程度随季节变化而变化;所有预报模型均通过了α=0.01的显著性水平检验,说明预报结果与实际值较吻合,预报模型切实可行.该预报模型将能提前1～2个月做出预测意见,对江苏省水稻虫害防治、水稻生产以及最大限度地减轻化学农药污染、改善环境质量具有重要意义.

关键词：稻纵卷叶螟海温遥相关最优化相关处理技术长期预测模型

The Tibetan Plateau bridge:Influence of remote teleconnections from extratropical and tropical forcings on climate anomalies

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Atmospheric and Oceanic Science Letters 2024年第1期17卷 28-33页

作者： Yimin Liu Wei Yu Jilan Jiang Tingting Ma Jiangyu Mao Guoxiong Wu State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijingChina University of Chinese Academy of Sciences BeijingChina School of Atmospheric Sciences Sun Yat-sen UniversitySouthern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Zhuhai)ZhuhaiChina Guangdong Province Key Laboratory for Climate Change and Natural Disaster Studies Sun Yat-sen UniversityZhuhaiChina

本文回顾了青藏高原桥梁作用方面的最新研究进展,涉及北大西洋气候异常对春,夏亚洲季风和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件的遥相关影响,热带海洋异常和中国东部极端气候异常之间的联系以及华南春雨的季节内变化等.介绍了年际时间尺度上,冬... 详细信息

本文回顾了青藏高原桥梁作用方面的最新研究进展,涉及北大西洋气候异常对春,夏亚洲季风和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件的遥相关影响,热带海洋异常和中国东部极端气候异常之间的联系以及华南春雨的季节内变化等.介绍了年际时间尺度上,冬-春季北大西洋海表温度强迫如何影响南亚季风的季节性转变以及随后ENSO事件的触发.5月份青藏高原上空显著的负感热斜压结构,为北大西洋影响亚洲季风和ENSO提供了桥梁效应,夏季北大西洋涛动与华东夏季降水变化显著相关,高原潜热在这一关系中起着桥梁作用.另一方面,这种高原桥梁效应也存在于从热带海洋异常到东亚夏季极端降水事件的连接中,以及从中纬度波列到华南春雨准双周振荡的联系中.

关键词：青藏高原桥梁作用遥相关北大西洋厄尔尼诺-南方涛动热带对流气候异常和极端事件

北太平洋阻塞的年际年代际变化及其与SST、遥相关及风暴路径的关系(英文)

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Advances in Atmospheric Sciences 2002年第5期19卷 807-820页

作者：黄菲周发琇钱筱丹 Department of Marine Meteorology Ocean University of Qingdao Qingdao

利用NCEP/NCAR再分析资料,对1948/1949-1999/2000共52个冬季的北太平洋上空中纬度阻塞异常的气候特征进行了统计分析,小波分析和功率谱分析结果表明该区域阻塞发生的频数具有很明显的3-7年的年际振荡和年代际变化特征。同时2-7年带通平... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料,对1948/1949-1999/2000共52个冬季的北太平洋上空中纬度阻塞异常的气候特征进行了统计分析,小波分析和功率谱分析结果表明该区域阻塞发生的频数具有很明显的3-7年的年际振荡和年代际变化特征。同时2-7年带通平均的小波方差谱分析结果表明阻塞的这种年际变化的振幅存在着缓慢下降的趋势,且气候突变在20世纪70年代,这进一步证明了北太平洋上空的阻塞活动具有年代际变化特征。对强阻塞异常的冬季和弱阻塞异常的冬季分别进行合成分析,结果表明,对于阻塞异常强的冬季,北太平洋500 hPa高度异常场表现为典型的 PNA型的波列,风暴路径则在 40°-50°N之间从日界线以西向东北方向加强并分裂成两个中心,而SST异常在中纬度太平洋则对应着典型的PDO型,在赤道地区则为类La　Nina型的海温分布。而对于阻塞异常弱的冬季则对应截然不同甚至相反的分布特征,即500 hPa高度异常场表现为符号相反的PNA型,风暴路径中心在日界线附近呈纬向型分布,同时SST异常在赤道地区则为典型的El　Nino型的海温分布。以上结果揭示出北太平洋阻塞活动的年际变化可能主要与热带海温的遥响应相联系,而年代际变化则主要与中纬度局地的PDO型海温及其通过斜压瞬变波的海-气相互作用有关。

关键词：年代际变化北太平洋阻塞遥相关 SST异常风暴路径海洋表面温度

东亚夏季一个与鄂霍次克海阻高建立及副高北上相关的遥相关类型(英)

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Advances in Atmospheric Sciences 2003年第2期20卷 237-244页

作者：王亚非 FujiyaoshiYASUSHI KatoKURANOSHIN Chinese Academy of Meteorological Sciences Institute of Low Temperature Science Faculty of Education Okayama University

研究了鄂霍次克海阻高及西太平洋副热带高压的关系,解释了当鄂霍次克海阻高活跃时副热带高压北上缓慢的原因。具体如下(1)通过对鄂霍次克海阻高指数和500 hPa高度的相关分析发现,夏季东亚附近容易出现一个类似偶极子的遥相关类型;(2)这... 详细信息

研究了鄂霍次克海阻高及西太平洋副热带高压的关系,解释了当鄂霍次克海阻高活跃时副热带高压北上缓慢的原因。具体如下(1)通过对鄂霍次克海阻高指数和500 hPa高度的相关分析发现,夏季东亚附近容易出现一个类似偶极子的遥相关类型;(2)这个遥相关类型与鄂霍次克海阻高发展时产生的从鄂霍次克海经日本东部海面到副热带方面传播的波列紧密相关;(3)伴随鄂霍次克海高压的发展,此波列的传播形成一个以日本东部海面为中心的气旋式环流,起着削弱副高北缘的重要作用。这个作用可以部分解释为什么1998年夏季副高会非常偏南。

关键词：东亚夏季鄂霍次克海阻高遥相关气旋式环流 1998年亚热带地区 Rossby波

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日本大震与中国及邻区中强地震的遥相关

地球科学（中国地质大学学报） 2014年第12期39卷 1864-1872页

作者：曾小苹林泊宁陈维升白志强郑吉盎林云芳中国地震局地球物理研究所北京100081 益正科技震磁关系研究课题组北京102218 北京工业大学地震研究所北京1001244 益正科技公司洛杉矶ca91731

将日本从北至南划分为5个区,分析1900-2011年3月共110a期间发生的67个Ms=6.9-9.0大震事件,与其后4a在中国及邻区发生的Ms≥6.0（极个别为Ms=5.5-5.8）共569个中强地震的对应比较.得出结论：（1）日本大震和中国及邻区中强震二者有很好... 详细信息

将日本从北至南划分为5个区,分析1900-2011年3月共110a期间发生的67个Ms=6.9-9.0大震事件,与其后4a在中国及邻区发生的Ms≥6.0（极个别为Ms=5.5-5.8）共569个中强地震的对应比较.得出结论：（1）日本大震和中国及邻区中强震二者有很好的遥相关关系；（2）分析了日本各区与中国及邻区地震相对应的特点；（3）中国地区地震的滞后时间多为0.5-2.0a,最长4a；（4）用“遥相关法”预测2011-2013年期间,中国及邻区的中强地震危险区.年度预测与实际发生地震检验结果显示：预测的34个次地震危险区中,“报对”28个次,约占总预测个次的82%,“虚报”6个次,约占18%,显示“遥相关法”对年度地震预测有一定效果；（5）提出“蜘蛛网”逆反应模型解释中国及邻区对日本大震的响应现象.

关键词：日本大震遥相关中强震天然地震