景德镇市近50a降水的小波变化特征分析(摘要)

利用了Morlet连续小波变换分析了景德镇市1953～2002年共50a年降水的多时间尺度变化特征,并利用Yamamoto检验法对突变点进行了真假性检验.结果显示,景德镇市年降水变化包含了多个不同时间尺度的周期变化和演变特征.年降水包含了17a、5a、7a、9a和4a的周期振荡;涝年或旱年主要取决于年际尺度(7a及7a以下)的周期变化;目前及今后2～3a景德镇市的年降水呈偏少的趋势;小波变换系数的零点不一定就是突变点,景德镇市年降水小波变化17a时间尺度的突变点发生在1958年和1992年.     

冀州市1955-2009年降水变化特征分析

利用1955--2009年月降水和年降水资料,采用墨西哥帽小波函数,对冀州55年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了冀州降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并通过分析小波方差确定一个时间序列中存在的主要周期成分。结果表明：四季、年的降水距平呈现出不同的周期变化;夏季降水距平的信号震荡特征与年降水距平的信号震荡特征比较相似;各季节和年降水均存在8～12a左右时间尺度的周期特征;其次,4～6a左右时间尺度的周期特征也较明显。     

用墨西哥帽小波函数研究雅安降水变化

利用1951~2006年月平均降水和年平均降水资料,采用墨西哥帽小波函数,对雅安56年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了雅安降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化进行了预测。结果表明,各季节和年降水均存在8~12年左右时间尺度的周期特征;其次,4~6年左右时间尺度的周期特征也较明显。夏季和年降水变化趋势一致,均有1年和12年尺度的主周期,夏季降水完全控制年降水。经降水变化趋势分析,预测2006年前后雅安降水将偏少,大约在2008~2010年雅安降水将偏多。     

用墨西哥帽小波函数研究雅安降水变化

利用1951～2006年月平均降水和年平均降水资料,采用墨西哥帽小波函数,对雅安56年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了雅安降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化进行了预测.结果表明,各季节和年降水均存在8～12年左右时间尺度的周期特征;其次,4～6年左右时间尺度的周期特征也较明显.夏季和年降水变化趋势一致,均有1年和12年尺度的主周期,夏季降水完全控制年降水. 经降水变化趋势分析,预测2006年前后雅安降水将偏少,大约在2008～2010年雅安降水将偏多.     

景德镇市近50年降水的小波变化特征

利用Morlet连续小波变换,分析了景德镇市1953～2002年共50a年降水的多时间尺度变化特征,并利用Yamamoto检验法对突变点进行了真假性检验。结果显示,景德镇市年降水变化包含了多个不同时间尺度的周期变化和演变特征,目前及今后2～3a内景德镇市年降水呈偏少的趋势;小波变换系数的零点不一定就是突变点,景德镇市年降水小波变化17a时间尺度的突变点发生在1958年和1992年。     

佛山降水变化的小波特征

文章利用Morlet连续小波变换分析了佛山市1957－2000年降水的多时间尺度变化特征，结果显示，佛山市44年降水变化的能量主要集中在较小时间尺度的演变上，因此旱年或涝年的形成与较小时间尺度的周期振荡关系密切，自20世纪90年代以来，佛山市降水主要表现为年际尺度的周期变化，而年代际尺度的周期信号不明显，年际尺度周期的小波系数的零点就是突点，而年代际尺度周期不一定存在这种对应关系。     

川西高原若尔盖地区近50年降水的小波变化特征

利用Morlet连续小波变换,分析了川西高原若尔盖地区1960~2009年共50年降水的多时间尺度变化特征,并利用Yamamoto检验法对突变点进行了真假性检验。结果显示,若尔盖年降水变化包含了多个不同时间尺度的周期变化和演变特征,目前及今后2~3a内若尔盖年降水呈偏少的趋势;小波变换系数的零点不一定就是突变点,若尔盖年降水小波变化16 a时间尺度的突变点发生在1968、1984、2000、2005年。      

贵州西部汛期降水特征及环流形势分析

利用贵州西部6个代表测站1961—2007-05-09的逐月降水量资料,对贵州西部汛期降水的时间变化特征进行了诊断分析,采用滑动t-检验法和Yam amoto法对贵州西部汛期降水进行突变检测;用Morlet小波分析了汛期降水的多时间尺度的变化特征。结果表明:近50 a来贵州西部汛期降水呈下降趋势,存在着明显的年际、年代际变化特征;汛期降水在2002年附近发生了突变;在年代际尺度上存在显著的16 a周期振荡,年际尺度上有一个9 a和5 a的周期振荡较为显著。     

黔西南近30a降水时空变化特征分析

利用贵州省黔西南州8个台站1982—2011年的逐月降水资料,采用Morlet小波分析、一元回归分析、Mann-Kendll法对黔西南州30 a降水序列变化进行分析,对小波的功率谱变化进行了检验,空间场及时间场上给出了黔西南州30 a的降水气候态年及四季分布。结果表明:黔西南州年降水存在多时间尺度特征,30 a时间尺度周期振荡明显,时间上表现为线性减少,空间分布表现为州西部及北部多,东部少;降水的年内分配极不均匀,每年6月前降水量呈逐月增大趋势,且增幅逐月增大,至6月达到年内最大值,之后月降水量呈下降变化,且变幅逐月减小;季节变化特征明显,夏季降水最多,占全年降水量的55%,冬季最少为5%;近30 a黔西南州降水量一直呈减少趋势,比较明显的突变点是1989年;Morlet小波分析结果表明黔西南州季节降水具有较明显的周期变化规律,30 a降水量在年际尺度上存在6 a、2 a的周期振荡。     

淮海地区降水周期及突变特征分析

利用淮海地区1955—2004年23个气象站点的逐日降水资料,分析了淮海地区降水的主要周期振荡以及突变点,结果表明:该地区降水均有多个时间尺度的周期变化特征,降水周期变化显著,干湿交替现象明显;降水的年代际以及年际尺度的主要周期:年降水为12a、9a、5a,春季降水为14a、6a、3a,夏季为10a、4a,秋季为21a、10a、7a,冬季为18a、5a。年降水减少趋势明显,在1967年发生了突变,由相对多雨期转入相对少雨期;春季、夏季、秋季降水都有不同程度的减少趋势,而冬季降水则表现为增加的趋势。     

北极涛动对河南省降水的可能影响

采用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省月降水距平序列的时频变化特征,并讨论了近50多年来北极涛动对河南省降水的可能影响。结果表明,北极涛动指数和河南省降水距平序列中都存在着不同时间尺度的周期振荡,且时域中的分布特征和振荡强度也不尽相同;两者之间在6~8 a、12~16 a和25 a以上尺度的周期振荡呈正相关,而在9~11 a和16~24 a尺度上表现为负相关关系。     

区域降水的多时间尺度特征

简单介绍小波分析技术的特点及其在大气科学研究中的应用。用一维Morlet小波变换对重庆地区(单站资料)1960～2000年41年降水资料序列作周期诊断分析，发现重庆市降水存在最为明显的准18年周期振荡，其次也具有11年、3～5年及8年的准周期。Morlet小波变换系数的零点对应于重庆市40余年降水变化的突变点，据此得出降水的多时间尺度特征和规律。无论是较大时间尺度，还是较小时间尺度，重庆市夏季降水、年降水变化均处于较强的偏多期，且偏多的趋势仍较明显，而秋季降水则处于较强的偏少期。     

新余市1959-2005年降水多时间尺度特征

应用一维Morlet小波变换分析方法对新余市降水的多时间尺度进行分析,发现新余市降水除在整个时域中有明显的3—5a的周期变化外,其他尺度周期信号的强弱在时-频域中的分布具有很强的局部特征。但无论是较大时间尺度,还是较小时间尺度,新余市年降水、汛期降水均处于偏少期,且近期偏少趋势仍较明显;伏秋季降水则处于偏少末期,有向偏多转化的趋势。     

全球气候模式对中国降水分布时空特征的评估和预估

使用观测和多模式集合平均的降水资料,评估全球气候模式对中国降水时空分布特征的模拟能力,并给出21世纪的预估。结果表明：全球气候模式在一定程度上能够再现中国地区降水的分布型,也能模拟出降水的区域性差异。对年降水10年、20年尺度上的周期变化模拟效果较好。21世纪SRES A1B情景下中国年及夏季降水主要模态以全国一致型为主,2045年前后由少雨型转为多雨型;冬季降水为少雨型与多雨型交替出现。     

石家庄降水量和气温变化特征分析

利用石家庄1955--2001年的降水和气温资料,对石家庄近47a的气候变化及特征进行分析、趋势分析结果显示：年气温呈上升趋势,其中最低气温与冬季气温的上升趋势比较明显;年降水趋势倾向不明显。利用墨西哥帽小波对四季、年的降水距平和温度距平进行小波变换,结果显示：四季、年的降水、温度距平呈现出不同的周期变化;夏季降水距平的信号震荡特征与年降水距平的信号震荡特征比较相似,冬季温度距平正中心强度为四季之首：     

MULTIPLE TIME SCALE ANALYSIS OF CLIMATE VARIATION IN MACAU DURING THE LAST 100 YEARS

The multiple time scale climate changes are studied and calculated with statistical analysis and wavelet transformation on the basis of daily series of observed data over the period 1901-2007 in Macau.The result shows that statistically significant oscillations with 2 to 5 years of period generally exist in the series of climate variables(e.g.annual mean surface air temperature and precipitation as well as evaporation etc.),but with obvious locality in time domain.The variation of annual mean surface air temperature has a quasi 60-year period.The phases of the 60-year variation approximately and consistently match that of Atlantic Multidecadal Oscillation(AMO).The oscillations of seasonal mean surface air temperature in summer and winter have the periods of quasi 30-year and quasi 60-year,respectively.These two periods of oscillations have statistically significant correlation with Pacific decadal oscillation(PDO) and AMO,individually.The multidecadal variations of the precipitation of the annually first flood period and annual evaporation are dominated by periods of quasi 30-year and quasi 50-year,respectively.     

用小波系数谱方法分析湍流湿度脉动的相干结构

小波系数谱分析方法是结合小波分析和高分辨率谱分析的一种统计方法,可以用来同时识别时间序列中相干结构的生命尺度和出现周期,可以很好地描述相干结构的演变过程。基于此方法,作者分析了2004年11月在河北省白洋淀地区的陆地和岛上两个观测点（分别代表陆地和水面两种不同下垫面）湍流湿度脉动的相干结构特征,结果表明陆地和水上湿度序列的相干结构尺度分布相似,并且尺度与周期之间的关系一致:小于5 s的相干结构不连续出现,而且通常伴有更大尺度的相干结构,而5~30s的相干结构有与其尺度差不多的周期。在寻找更大尺度的相干结构时发现存在一个尺度,当大于某个周期时,在各个周期上这个尺度的相干结构都显著;与正交小波变换识别相干结构主尺度的方法识别的相干结构主尺度一致。另外,小尺度结构不连续出现也可以解释小尺度湍流能量变化比较大。     

1980－2018年山西省太行山南麓暴雨时空变化特征

基于1980-2018年山西省太行山南麓晋城市5个站点的降水资料,利用小波分析和Mann-Kendall方法,研究了太行山南麓暴雨时空变化特征。结果表明:39年平均年暴雨日数有0.9个,年际变化幅度较小。暴雨量与暴雨日数的空间分布并不一致,1980、1981、1982、1995和1996年暴雨日数较多。分析50-59、60-69、70-79、80-89、90-99、100以上6个暴雨量区间空间分布发现,暴雨的空间分布在不同区间并没有明显的趋同性。年暴雨降水量有不同程度的增加趋势,晋城市下辖5站暴雨量趋势均存在突变,突变时间存在差异,暴雨量在19811983年和19921995年为两个峰值时段,之后有所缓和。39年暴雨时间序列的小波波谱显示,太行山南麓暴雨呈现0~3 a、3~7 a、8~24 a等3类周期准振荡变化规律,各波动周期稳定性和显著性不同。3~7 a出现5个多少准周期振荡,该周期表现较为显著,8~24 a出现2个准振荡周期,且这两个周期非常稳定,具有全域性的特征。晋城市3~7 a的暴雨振荡周期和8~24 a特大暴雨振荡周期与现实非常吻合。     

太行山山前平原降水量特征及其分布的小波分析——以栾城为例

运用墨西哥帽函数(Mexican Hat Function)小波分析方法对太行山山前平原典型地区的栾城站40年来的降水量以及当地典型作物冬小麦不同生育期阶段的降水量进行了小波分析。结果表明，分时段的降水量并无一个稳定的周期，而是变周期。该区全年降水量变化在40年尺度上可分为1980年前的偏多期和其后的偏少期；10～30年尺度上可分为60年代末以前的偏多、1997年以后的偏少和这期间的动荡期；在较小时间尺度上存在5～7年的周期变化，今后10年内年降水量的总体趋势依旧偏少，5年内为少中有稍偏高于平均降水量的趋势。冬小麦全生育期均存在较明显的4个阶段的交替变化，1967年以前的偏多期、1967～1983年左右的偏少期、1984～1994年左右的偏多期、1995年以后的偏少期。     

1953—2014年丽水日照时数周期演变规律

利用丽水市1953—2014年逐月日照资料,采用趋势分析方法对年代际、年际和季节日照时数变化趋势进行分析,利用Morlet小波分析和多窗口谱 (Multi Taper Method) 研究日照时数的周期特征,并重建显著周期信号,分析日照时数不同时间尺度显著周期的演变规律。结果表明：丽水日照时数呈极显著下降趋势,每10 a减少35%。夏季日照时数最多,且减少趋势最明显,其次是秋季。Morlet小波和多窗口谱分析结果均显示：年代际尺度准12 a周期最为显著,年际尺度6 a和2～4 a周期也较明显。最显著的准12 a周期信号,其振幅随时间变化具有3个明显的缓变包络。