全球氣候變化問題已經引起了全世界的關注。樹木生長屬于自然氣候系統(tǒng),自然氣候系統(tǒng)極其復雜,深入研究氣候系統(tǒng)有助于對大自然機理進一步認知。樹木年輪的生長過程可以反映一個地區(qū)的氣候特征變化。因此,為了探究這個地區(qū)的氣候行為,本文將1470~1974年的黃帝陵側柏樹木年輪寬度作為研究對象,利用模態(tài)分解和混沌理論對其進行多時間尺度和混沌特性分析。另外還討論了樹木年輪和太陽黑子活動的相關性,并在相空間重構的基礎上對樹木年輪寬度進行了預測。主要工作包括:（1）采用集合經驗模態(tài)分解和混沌理論對樹木年輪寬度序列進行了多時間尺度和混沌特性分析。結果表明:樹木年輪寬度序列由混沌成分、周期成分和趨勢成分組成,具有明顯的多時間尺度和混沌特性;在進行多時間尺度分析時,剔除混沌成分與趨勢成分不影響序列的多時間尺度分析結果;在進行混沌特性分析時,樹木年輪寬度比其剔除周期成分與趨勢成分后新時間序列的混沌特性更加明顯。（2）根據(jù)樹木年輪與太陽活動的相關性,提出一種基于變分模態(tài)分解（Variational Mode Decomposition,VMD）和希爾伯特變換（Hilbert Transform,HT）的樹木年輪與太... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 樹木年輪與太陽活動相關性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 氣候信號混沌性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 氣候信號預測研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容及論文結構
第2章 經驗模態(tài)分解及其改進
    2.1 經驗模態(tài)分解
        2.1.1 經驗模態(tài)分解的基本概念
        2.1.2 EMD的基本原理與算法流程
        2.1.3 EMD的基本性質
        2.1.4 EMD存在的問題
    2.2 改進的經驗模態(tài)分解
        2.2.1 集合經驗模態(tài)分解
        2.2.2 變分模態(tài)分解
    2.3 本章小結
第3章 基于集合經驗模態(tài)分解的樹木年輪的多時間尺度和混沌特性分析
    3.1 小波理論
    3.2 樹木年輪資料
    3.3 樹木年輪多時間尺度分析
    3.4 混沌理論
        3.4.1 混沌的定義
        3.4.2 混沌時間序列
        3.4.3 相空間重構理論
        3.4.4 混沌特性分析方法
    3.5 樹木年輪混沌特性分析
        3.5.1 樹木年輪相空間重構
        3.5.2 混沌特性分析結果
    3.6 本章小結
第4章 基于變分模態(tài)分解的樹木年輪寬度和太陽黑子的多時間尺度分析
    4.1 希爾伯特黃變換
    4.2 樹木年輪多時間尺度分析
        4.2.1 變分模態(tài)分解處理
        4.2.2 多時間尺度分析結果
    4.3 太陽黑子多時間尺度分析
        4.3.1 太陽黑子資料
        4.3.2 變分模態(tài)分解處理
        4.3.3 多時間尺度分析結果
    4.4 本章小結
第5章 基于混沌理論的變分模態(tài)分解-VOLTERRA耦合模型預測
    5.1 混沌預測基本方法
        5.1.1 全局預測法
        5.1.2 局域預測法
    5.2 VOLTERRA自適應預測模型理論基礎
    5.3 基于變分模態(tài)分解-VOLTERRA的模型預測
        5.3.1 建模思路
        5.3.2 預測指標
        5.3.3 模型預測和結果分析
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于相空間重構和Volterra的非線性寒區(qū)氣溫預測方法[J]. 何鮮峰,汪自力,何啟,張寶森.  中國科學:技術科學. 2019(06)
[2]風速時間序列非線性特征分析[J]. 袁全勇,李春,楊陽,葉柯華.  熱能動力工程. 2018(08)
[3]基于EEMD的太陽活動對印度夏季風的多尺度脅迫分析[J]. 李玉霞,陳玲玲,江亭桂,羅文,林振山.  地理科學. 2018(04)
[4]基于分數(shù)階最大相關熵算法的混沌時間序列預測[J]. 王世元,史春芬,錢國兵,王萬里.  物理學報. 2018(01)
[5]全新世氣候變化與太陽活動百千年尺度周期分析[J]. 殷自強,劉冬雁,龐重光,玄春艷,康雪寧.  中國海洋大學學報(自然科學版). 2017(07)
[6]基于EEMD的陜西降水量與太陽黑子活動關系分析[J]. 唐潔.  干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2017(04)
[7]利用樹輪資料重建黃河源區(qū)曲什安河1505—2010年流量[J]. 肖丁木,秦寧生,黃小梅.  中國沙漠. 2017(02)
[8]太陽活動影響氣候的放大過程之時空選擇性[J]. 肖子牛,霍文娟.  氣象科技進展. 2016(03)
[9]太陽黑子與地球環(huán)境響應研究[J]. 陳沁怡,程達,董樂天,張星瑜,何芝瑾,張心竹,趙聆羽,金睿,沈新榮,楊益芳.  地理教學. 2015(16)
[10]秦嶺中、西部地區(qū)溫度變化的樹木年輪記錄[J]. 包光,劉娜,劉禹.  地球環(huán)境學報. 2015(03)

博士論文
[1]混沌時間序列中最大Lyapunov指數(shù)與關聯(lián)維數(shù)的無標度區(qū)間自動識別研究[D]. 周雙.中國科學院重慶綠色智能技術研究院 2016

碩士論文
[1]脈動燃燒火焰溫度時間序列的混沌分析與研究[D]. 李偉.浙江工業(yè)大學 2011
[2]基于混沌理論和BP網絡的氣溫預測技術與方法研究[D]. 陳敏芳.南京信息工程大學 2011



本文編號：3691824