国家自然科学基金(40905034)
- 作品数：9 被引量：81H指数：6
- 相关作者：吴琼何文平成海英张文侯威更多>>
- 相关机构：中国气象局国家气候中心兰州大学国家卫星气象中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：天文地球理学电子电信更多>>
- 一种基于重标极差方法的动力学结构突变检测新方法被引量：8
- 2010年
- 提出了一种针对相关性时间序列动力学结构突变检测的新方法——滑动移除重标极差分析.数值试验表明,新方法能够准确的检测出理想序列中的动力学结构突变,其检测结果对于子序列的长度依赖性较小,而且具有很强的抗噪能力,弥补了滑动去趋势波动分析的不足.
- 何文平邓北胜吴琼张文成海英
- 去趋势波动分析方法中不重叠等长度子区间长度的确定被引量：7
- 2010年
- 针对去趋势波动分析方法中参数不重叠等长度子区间长度s的选取,基于信息论的基本原理,提出使用符号分析方法对原始数据进行符号编码,并使用不同的方式对符号序列进行分段、计算互信息函数.细致描述了不同分段方式对原始混沌序列的信息编码能力,以此判断所采用的分段方式能否真实有效地还原原始序列所包含的全部信息.给出了确定最优分段个数或各分段长度的具体方式,确定了不重叠等长度子区间长度s的选取算法,以及判断所研究序列是否适用于去趋势波动分析方法,避免了以往参数s选取中随机性和主观性给计算结果带来的错误信息.进一步将该方法应用于实际温度资料,计算并分析中国1961—2000年逐日平均温度的去趋势波动分析指数分布状况.
- 侯威章大全杨萍杨杰
- 关键词：参数选择
- 不同滤波方法在去趋势波动分析中去噪的应用比较被引量：7
- 2011年
- 研究了连续噪声和尖峰噪声对去趋势波动分析的影响,发现噪声的存在使得双对数曲线在尺度较小时发生了"转折"现象.针对这一问题,文中采用三种不同滤波方法对理想时间序列进行了实验,结果表明,多级Vondrak滤波得到的高频序列与真实噪声序列无论是在强度还是在演变趋势上都展现出惊人的一致性,低频滤波序列的去趋势波动分析结果与真实信号十分接近,多级Vondrak滤波基本上能够消除由于噪声所引起的"转折"现象,而且这一研究结果对于滤波周期阈值的依赖性并不太大.多点滑动加权平均滤波虽然能够在一定程度上减轻噪声对于去趋势波动的影响,但不能从根本上消除由于噪声所引起的"转折"现象.快速傅里叶滤波在选择合适的滤波周期阈值时,能够基本消除噪声对去趋势波动分析的影响,但是由于其滤波结果对于滤波周期阈值的依赖较大,在实际应用中滤波周期阈值的选取比较困难.因此,多级Vondrak滤波是消除噪声对去趋势波动分析结果影响的一种有效的途径.
- 何文平吴琼成海英张文
- 全球温度场信息熵的时空特征分析被引量：6
- 2011年
- 本文基于信息熵理论定义气象要素信息熵,并运用其分析全球温度场在不同时空尺度上偏离气候态(1971—2000)的不确定性.研究结果表明:1)温度场气候态信息熵(CE)具有明显的纬向分布特征,总体表现为温度场CE由低纬度地区向中高纬度地区递增,且海陆差异显著,可以较好地区分各个气候带;其垂直变化,在低纬度地区表现为随高度的升高而增加,但在中高纬度地区则以300hPa为界呈准对称分布,在此高度之上其值随高度升高而增加,之下则相反,这一特征在高纬度地区更为明显.2)温度场月信息熵(ME)的季节性差异显著,总体表现为ME在夏季最小,冬季最大,春秋季居中的特点.3)ME的年代际变化特征显著,不同月份、不同层次的ME值均具有5—10年的准周期振荡特征.温度场信息熵的时空变化特征及其与气温较差的联系表明,信息熵在气象领域具有较好的应用前景,是分析气象要素不确定性的一种有效方法和工具.
- 冯爱霞龚志强黄琰王启光
- 关键词：信息熵温度场可预测性
- 基于近似熵的突变检测新方法被引量：33
- 2011年
- 近似熵是一个有效的非线性动力学指数,能够用于表征时间序列的复杂性,通过滑动窗口技术,近似熵对于一维时间序列的动力学结构突变具有一定的识别能力,但其突变检测结果依赖于子序列长度的选择,且不能准确定位突变点.鉴于此,本文提出了一种新的突变检测方法——滑动移除近似熵.测试结果表明,滑动移除近似熵具有检测结果稳定性好、准确性高等特点,明显优于滑动近似熵和Mann-Kendall方法,其在实际观测资料中的应用进一步证实了新方法的可靠性.
- 何文平何涛成海英张文吴琼
- 关键词：近似熵突变检测
- 基于概率密度分布型变化的突变检测新途径被引量：3
- 2012年
- 对于一个稳定的动力系统而言,系统变量的概率密度具有较为稳定的分布型,而当系统的动力学结构发生变化后可能会导致系统变量的分布型发生不同程度的变化.鉴于此,本文从识别系统变量的概率密度分布的微小变化角度出发,将描述时间序列概率分布特征的偏度系数和峰度系数应用于时间序列的突变检测中.数值试验结果表明,偏度系数和峰度系数对突变信号具有很好的识别能力,进而揭示了一条检测突变的新途径.进一步的研究表明,新方法的检测结果对于子序列长度的选择具有较小的依赖性.
- 成海英何文平何涛吴琼
- 关键词：突变检测
- 中国月极端高温对大气涛动的响应被引量：9
- 2010年
- 利用广义帕雷托分布(GPD)模型研究了中国1960—2007年740站月极端高温(monthly extreme high-temperature,MEHT)对大气涛动响应的分布特征.通过构建空间GPD模型,分别将北大西洋涛动(NAO)和南方涛动(SO)作为强迫因子引入模型,考察了9种情景下MEHT响应的区域规律.结果表明NAO和SO对MEHT分布有潜在强迫作用,MEHT产生响应的空间分布主要集中在东北、青藏高原东部及长江、黄河流域和华南部分地区.具体表现为:1)MEHT明显依赖于NAO的敏感区为东北,其次为青藏高原东部;对SO有明显响应的中心区域集中在青藏高原东部、长江流和黄河流域.2)NAO与SO对MEHT的非线性叠加强迫不明显,各自的影响以单独传播为主,即两者同时作为强迫源时,MEHT受强迫的范围未出现明显减弱或增强.其原因可能与SO和NAO的时空分布差异有关.
- 万仕全顾承华康建鹏邹建新胡玉玲徐莎莎
- 关键词：大气涛动
- 噪声对滑动移除近似熵的影响
- 受外强迫和仪器本身的测量误差等因素的影响,观测数据中经常包含噪声和扰动等一些虚假的信息。针对这一问题,本文研究了各种不同噪声对滑动移除近似熵的影响。研究结果表明,滑动移除近似熵的检测结果受尖峰噪声和高斯白噪声的影响较小,...
- 金红梅何文平张文冯爱霞侯威
- 关键词：噪声突变检测
- 文献传递
- 一种确定极端事件阈值的新方法：随机重排去趋势波动分析方法被引量：12
- 2011年
- 将去趋势波动分析法(detrended fluctuation analysis,DFA)和替代数据法相结合,同时引入启发式分割算法和卡方检验,提出了一种确定极端气候事件阈值的新方法,称为随机重排去趋势波动分析(stochastic sort detrendedfluctuation Analysis,S-DFA)方法.该方法的基本物理思想是认为资料序列中出现概率非常小的数据点属于小概率事件,这些数据点包含的系统整体演化信息极少,它们所对应的状态是系统演化的异常状态或是系统受到外界扰动而出现的极端状态;而出现概率密度较大或者概率分布比较均匀的数据点则不属于小概率事件的范畴,这些数据点包含了系统演化的丰富信息,是系统演化的正常状态.同百分位阈值方法相比,S-DFA方法明确指出了极端事件和非极端事件之间的临界值,并通过数值试验从不同的角度对S-DFA方法进行检验,以验证S-DFA方法的有效性.
- 侯威章大全周云杨萍
- 关键词：极端气候事件阈值
- 基于随机重排去趋势波动分析的极端低温事件研究及其综合指标的建立被引量：1
- 2011年
- 将去趋势波动分析法(detrended fluctuation analysis,DFA)和替代数据法相结合,同时引入启发式分割算法和卡方检验,提出了一种确定极端气候事件阈值的新方法,称为随机重排去趋势波动分析(stochastic re-sort detrended fluctuation analysis,S-DFA)方法.同百分位阈值方法相比,S-DFA方法明确指出了极端事件和非极端事件之间的临界值.基于中国气象局公布的中国165个国际交换站1961-2006年无缺测的逐日日平均气温资料,利用随机重排去趋势波动分析(S-DFA)方法计算并分析了中国极端低温事件阈值的空间分布特征,并对S-DFA方法在实际资料中的应用进行了检验.从可预报性的角度给出了极端低温事件综合指标的定义.这一综合指标将极端低温事件的发生频次和强度综合起来,且兼顾了不同地区各自特有的区域气候背景,进一步说明了综合指标定义的合理性.基于极端低温事件综合指标的空间分布规律,将中国1961-2006年间极端低温事件分为四个不同等级的地区.极端低温综合指标整体表现出下降趋势,在20世纪80年代初期之前综合指标的变化具有两个明显的准10年周期,而在这之后则一直处于下降趋势且大大低于平均值,直到90年代中期以后才再次上升至平均值附近.
- 侯威章大全钱忠华封国林
- 关键词：阈值
