国家自然科学基金(40875040) 作品数:16 被引量:132 H指数:7 相关作者: 封国林 侯威 支蓉 王启光 孙树鹏 更多>> 相关机构: 中国气象局国家气候中心 兰州大学 中国科学院大气物理研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家科技支撑计划 公益性行业(气象)科研专项 更多>> 相关领域: 天文地球 理学 更多>>
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 动态最优多因子组合的华北汛期降水模式误差估计及预报 被引量:20 2011年 利用国家气候中心季节预报1983—2009年27年模式预报结果,结合74项环流指数及美国国家海洋局和大气管理局提供的40个气候指数和美国气候预报中心实际降水分析资料,采用资料诊断分析和数值模拟实验相结合的方法,通过多因子的历史相似信息提取预报相似年,获得预报场的误差订正项.在这一订正思路的基础上,考虑前期关键影响因子的选取、多因子组合的优化配置,构建适用于不同预报年的区域动力-统计模式预报误差订正方案.以华北为例,探索多因子最优组合的多元客观相似判据,发展基于多因子动力-统计模式预报误差的动态订正新技术,改善华北夏季降水预报效果,提高预报技巧.通过2005—2009年独立样本回报结果表明,动态最优多因子组合相似订正方法距平相关系数评分相对于系统订正方法有着显著的提高,该订正方案对华北地区的夏季降水预测有着很好的业务前景,具有重要的应用价值,即将投入业务运行. 杨杰 王启光 支蓉 封国林关键词:汛期降水 近48年中国的季节变化与极端温度事件的联系 被引量:26 2011年 利用中国1961—2008年752个站点逐日温度、气压、相对湿度和降水量资料,采用非线性相似度量方法对中国四季进行了划分,对比分析了中国的8个区域与全国整体的季节变化.此外,研究了中国极端温度频次的年际变化,并通过相关分析和敏感性试验探讨了中国近48年四季变化与极端温度事件的联系.结果表明:1)随着全球变暖中国大部分地区春、夏季起始时间提前,持续时间延长;秋季起始时间变化不大,但持续时间延长;冬季起始时间推后,持续时间显著缩短.2)随着夏季延长,除华东以外中国大部分地区极端高温频次增加;随着冬季缩短,中国大部分地区极端低温频次下降,且下降趋势显著.3)极端高温和低温的存在及其年际变化是导致夏季、冬季持续日数变化的原因之一,也是导致夏季、冬季持续日数出现大幅波动的主要原因. 赵俊虎 封国林 张世轩 孙树鹏关键词:极端温度 极端事件再现时间长程相关性与群发性研究 被引量:5 2010年 利用百分位阈值方法定义极端事件,从极端事件再现时间的角度,研究了极端事件发生时间间隔的长程相关性.发现若原时间序列具有长程相关性,则它的极端事件再现时间序列也具有长程相关性;计算表明两者的标度指数α相当接近,这一特性与随机产生的再现时间序列有着本质的差别,再现时间序列的长程相关性是由原序列的长程相关性决定的.具有长程相关性的时间序列再现时间的概率分布明显不同于随机序列,其小值再现时间的概率较大,反映出极端事件的群发现象.本文根据这一特征定义了再现时间的群发性指数,发现时间序列的长程相关性是导致极端事件群发性的原因。 王启光 侯威 郑志海 冯爱霞 邓北胜关键词:群发性 全球变暖对高温破纪录事件规律性的影响 被引量:5 2010年 分别采用高斯分布函数和偏态分布函数分析了厦门市1954—2004年51年日观测温度资料中的高温破纪录事件的统计规律,并以此采用蒙特卡罗方法对厦门市未来高温破纪录事件发展趋势进行了模拟.结果显示:厦门近50年来6月的日温度观测资料更符合偏态函数统计规律性;但理论研究表明偏态函数与高斯函数有着同样的收敛极限,即Gumbel分布函数.模拟结果还显示:在全球增暖背景下的基于偏态函数分布的蒙特卡罗模拟能较好地揭示未来厦门市极端事件发生规律,并对厦门未来的10年6月份日温度概率分布做了预测.全球增暖背景,一方面使日均温度升高;另一方面增加了高温破纪录事件发生的概率.并基于中国131个站点1954—2004年51年日观测温度资料,给出了中国未来10年6月日平均温度的最概然温度分布图. 宗序平 李明辉 熊开国 胡经国关键词:蒙特卡罗模拟 界壳量化及其在气象中的应用 界壳被定义为处在系统外围能卫护系统且与环境进行交换的中介体,它是系统的一部分,又和环境相毗邻.可以说,不论在那里,不论从事何种工作或研究,都会遇到界壳论问题.界壳的基本结构要素为界壁和界门或通道,它以其界壁来卫护系统,以... 曹鸿兴 牛保山 封国林关键词:界壳 温度破纪录事件预测理论研究 被引量:24 2009年 分析中国740个常规观测站1960—2005年日最高、最低温度器测资料,揭示了46年来中国日最高、最低温度破纪录事件的强度特征。利用历史观测资料验证了日温度极值服从高斯分布,并将历史资料中已知的高、低温破纪录事件作为初始条件,经冗长的理论推导得到破纪录温度的期望值,与用纯极值理论进行迭代获得的结果相比,前者更符合观测事实,预测效果更好。在此基础上对中国未来可能发生的高、低温破纪录事件进行了预测评估,给出了各地区高、低温破纪录事件强度理论上所能达到的最大、最小值分布。结果表明中国各地区极端温度变化幅度差异明显,具有明显的区域特征,西南地区的极端高温事件强度未来处于较大上升期,西部相对较小;而极端低温事件强度降幅最大的区域位于东北和西北部地区,华中及西南地区处于相对平稳期。 封国林 杨杰 万仕全 侯威 支蓉基于非线性相似度量方法研究中国季节划分 被引量:19 2011年 利用中国气象局1961—2008年752个站点的候平均气温、气压、相对湿度和降水量资料,运用候平均气温划分方法、非线性相似度量方法和季节内离差最优分割方法,对中国的四季进行了划分,并研究了中国四季起始时间的空间分布.用多要素构造了描述气候状态的变量,以气候状态在不同季节间的转折变化为切入点,并与传统季节划分方法进行了对比研究,验证了非线性相似度量方法的可行性,得到了以下研究结果:一是多要素比单一的温度要素更全面贴切地描述气候状态的变化,划分结果更体现出大气环流形势和大气活动中心等的季节变化;二是从气候状态转折角度考虑季节划分是可行的,揭示了季节转换时大气系统的调整和转折变化,体现了大气系统在季节内保持相对平稳的特征,在季节间发生较大的调整的观测事实. 孙树鹏 张璐 侯威 封国林强降水持续过程对上海市内交通经济损失评估模型初探 被引量:8 2011年 通过探讨极端降水与城市道路交通受灾损失之间的关系确定灾损函数曲线,首先构建城市道路积水排尽模型、积水持续时间模型,以及道路积水的经济损失评估模型等理论模型,再引入与道路抗涝能力相关的社会经济因子,最终构建了一个极端降水对道路交通造成经济损失的估算模型.经检验,该模型具有较好的模拟性能和适用性,且所需输入变量少,计算简便,适合地区经济损失的快速评估.从该模型出发,确定了上海地区逐年极端降水降水强度和总过程降水量的阈值,从而提出一个新的极端降水定义方法——随影响因子变化的固定阈值法,该方法突出了极端降水给社会带来灾害损失这一社会特性,与其他方法相比更具社会实用价值. 黄琰 董文杰 支蓉 龚志强关键词:极端降水 阈值 PROGRESSES AND PROSPECTS IN RESEARCH ON SEASON DIVISION AND SEASONAL CHANGES IN CHINA 被引量:3 2013年 Progresses in the research for season division and seasonal changes are reviewed systematically in this paper,which particularly introduces the results of a national natural science foundation project,"the nonlinear identification of seasonal changes and its responses to global warming".The project developed two objective and quantitative methods for season division:the non-linear similarity measure(NSM) method and the regional multi-element optimal dissection(RMOD) method,which differ from traditional ones for season division.Besides,the project further investigated seasonal changes and their responses to global warming,analyzed evolution characteristics of the starting date and length of seasons in history,revealed their relationships with extreme events and precipitation patterns in rainy seasons,and thereby built a research system for seasonal changes in China under the global warming background.Finally,the authors make an outlook on the research for season division and seasonal changes and put forward several issues associated with season and climate changes that need to be further explored. 赵俊虎 封国林 支蓉关键词:SEASON DIVISION SEASONAL WARMING RESEARCH