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《我國汛期降水的EOF分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第13卷第3期IW9年9月大氣科學(xué)Voi.13.NO.3SCIENTIAATMOSPHERSCASIN1CASept.1989我國汛期降水的EOF分析鄧愛軍（也都企象學(xué)院｝陶詩言陳烈庭（中口科學(xué)険大化物理研究所）提要本文選取了均勻分布的32個(gè)測站作為研究對象，取其1951—1985年汛期（4-9月）的逐月降水■?利用經(jīng)驗(yàn)止交祠數(shù)（EOF）分析方法對找國汛期降水的驀事氣侯轉(zhuǎn)征進(jìn)行了研究.分析表明，所得到的各轉(zhuǎn)征向償場及其對應(yīng)的時(shí)間系數(shù)很好地代表了我國釈期降水的空間分布和時(shí)間變化（包括季"變化和年際變化）.這些結(jié)栗為我m-步探討海溫場?
2、髙度場尊物理因子與我國爪期降水型的關(guān)系提供了基砒.一、引言近年來.世界性氣候異常的頻繁發(fā)生引起了國內(nèi)外氣象學(xué)者的廣泛重視?由于降水的異常往往給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大損失，危害人民的生命財(cái)產(chǎn)安全.因此.大范圍旱滂預(yù)報(bào)一直是長期天氣預(yù)報(bào)研究的一個(gè)重要課題.關(guān)于這方面的工作“T已有很多.然而大部分工作都是以個(gè)別測站或區(qū)域平均的降水量和預(yù)報(bào)因子為依據(jù)，往往具有-定的局限性.另外.長期預(yù)報(bào)實(shí)踐表明⑷?認(rèn)識和拿握我國卅期降水總的分布趨勢及其主要待征.對做好全國大范圏旱澇趨勢預(yù)報(bào)具有非常重要的意義.所以.本文利用EOF分析方法研究了我國汛期降水的時(shí)空
3、分布特征，試圖進(jìn)一步探討梅溫、高度場等物理因子與我國爪期降水的關(guān)系.二、資料和方法1EOF方法簡介債EOF（EmpiricalOrthogonalFunction坊法即經(jīng)驗(yàn)正交西數(shù)展開法.它與其它正交函數(shù)分解方法一樣，可用于氣象場的分解.但它的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)氣象要索的主要待征來確定正交函數(shù)的形式.取點(diǎn)也不受限制.設(shè)氣St場F=/（t,x）,其中，f表示時(shí)間?x衷示空間點(diǎn)的編號?以Ff/0=U2.……mJ-1.2,……“）表示第i次時(shí)間第j個(gè)空間點(diǎn)上氣象要素的規(guī)測值.其中，訊為時(shí)間序列的長度?"為測站數(shù).基本原理趁將氣欽場F分解為只與時(shí)何
4、或空間有關(guān)的兩部分?與空間有關(guān)的部分由正交函數(shù)組成?稱為特征向戲；與時(shí)間有關(guān)的部分表示各正交柬數(shù)隨時(shí)間的變化，稱為時(shí)間系數(shù).整個(gè)過程可寫成：W86年10M2gU收到."87年6月20日收到再改松.F/h?刃=7xrX尺x.?其中是原氣◎場，幾一是時(shí)間系數(shù)矩陣；扎…矩陣由特征向量組成?利用求矩陣待征值的方法求出K=FF陣的符征值，然后求岀各待征值對應(yīng)的特征向復(fù)，蜻后求得各特征向量對應(yīng)的時(shí)間系數(shù).關(guān)于具體求法已眾所周知，因此就不贊述了.符征值的大小表示與其對應(yīng)的特征向it即典型場的權(quán)重；時(shí)間系數(shù)表示該典型場隨時(shí)間的變化.研究⑷表明，經(jīng)
5、驗(yàn)正交丙數(shù)穩(wěn)定的必要條件是氣象資料必須是平穩(wěn)時(shí)間序列以及本文在計(jì)算中也考慮了上述穩(wěn)定性條件.、2.資料在全國范圍內(nèi)均勻地選取32個(gè)測站，取其1951—1985年汛期（4-9月）逐月的總降水量，即以每年4-9月的降水量連續(xù)地排列作為某一空間點(diǎn)的一列.因此.這種資料中包含著季節(jié)變化和年際變化.這兩種變化是本文討論的重點(diǎn).'三、我國汛期降水的時(shí)空分布特征對35年汛期逐月降水量進(jìn)行EOF分析，取前五個(gè)待征向■分別（按順序｝作為五個(gè)基本雨型.表1是各基本雨型對應(yīng)的特征值及其百分比.百分比是某蒔征向量對應(yīng)的待征值與32個(gè)特征值之和的比，它更朗顯
6、地表示了該特征向量的權(quán)重.降水的季節(jié)變化圖“是第一特征向■，表示第一雨型.這種雨型分布反映了長江以南多（少）再,長江以北特別是黃河下游少（多）雨的降水特征.為了更清楚地研究該雨型的季節(jié)變化?1I?水的前五個(gè)基本畑向?對應(yīng)的待征值及其百分比特征向■XIX2X3X4XJ總和特征值0.06790.0492003060.01940.01350.IS06百分It21.2215.399.556.064.2256.44和降水的基本氣候待征，對該待征向■對應(yīng)的時(shí)間系數(shù)逐月的值進(jìn)行35年平均（如圖2a所示）.圖2a中曲線的兩個(gè)極值（最大值和最小值）分
7、別在五月份和七月份，四月份有次址大值.五月份時(shí)間系數(shù)為正極值，結(jié)合圖la得到如下結(jié)論：長江以南多雨而長江以北特別是黃河下游少雨.四月份類似于五月份.七月份時(shí)間系數(shù)為負(fù)極植，這種情況正好與四、五月份相反，即長江以北待別是黃河下游多雨，而長江以南少雨.因此?這種雨型分布反映了四、五月份（華南前汛期）雨帶位于華南和七、八月份雨帶個(gè)北使華北特別是黃河下游多雨的氣候待征.圖1b是第二特征向銀，表示第二雨型.其特征是我國東部特別是長江流域多（少）雨.圖2b是對應(yīng)于該蒔征向檢的時(shí)間系數(shù)逐月的多年平均值曲線.圖中可見，六月份圖】降水的前網(wǎng)個(gè)特征向*
8、a：第一待征向■，b:第二特征向c：第二待征向■，d：第沖轉(zhuǎn)征向■.為負(fù)極值，七月份次之.因此，結(jié)合圖lb即該雨型分布反映了六、七月份雨帶位于長江流域即長江流域梅雨降水的氣候特征.圖IC是第三符征向lb表示第三雨型.圖中華南沿海地區(qū)和
