本文關(guān)鍵詞：東亞季風(fēng)區(qū)夏季降水預(yù)測(cè)：統(tǒng)計(jì)模型的建立與可預(yù)報(bào)性分析

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【摘要】：東亞夏季風(fēng)(EASM)是亞洲氣候系統(tǒng)中最活躍的系統(tǒng)之一,其降水的可預(yù)報(bào)性是一個(gè)長(zhǎng)期存在并亟需解決的重要問題。本文利用可預(yù)報(bào)模態(tài)分析方法對(duì)7、8月份,即盛夏時(shí)節(jié)EASM區(qū)域(100°E-140°E,5°N-50°N)降水變化的動(dòng)力過程進(jìn)行探究,建立統(tǒng)計(jì)模式對(duì)降水異常進(jìn)行預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)結(jié)果與海洋-大氣耦合動(dòng)力模式結(jié)果進(jìn)行了比較,并進(jìn)一步討論EASM降水的可預(yù)報(bào)性。隨后針對(duì)中國(guó)夏季降水預(yù)報(bào)的實(shí)際業(yè)務(wù)需要,利用偏最小二乘法回歸,討論對(duì)中國(guó)夏季(6-8月份)降水進(jìn)行長(zhǎng)期超前預(yù)報(bào)的可能性,取得了以下幾點(diǎn)研究成果：(1)7、8月份EASM氣候態(tài)降水以西太平洋副熱帶高壓(WPSH)脊線為界表現(xiàn)為南北兩個(gè)最大值中心。其中一個(gè)位于熱帶東亞季風(fēng)區(qū)(100°E-140°E, 5°N-26.5°N, SEA),為熱帶季風(fēng)槽降水,另一個(gè)位于副熱帶-中緯度東亞季風(fēng)區(qū)(100°E-140°E,26.5°N-50°N, NEA),為副熱帶鋒面降水。兩個(gè)地區(qū)降水的經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解(EOF)前四個(gè)主模態(tài)具有顯著的動(dòng)力過程,并能夠利用以物理解釋為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)模式(P-E模式)和／或氣候動(dòng)力模式進(jìn)行合理預(yù)報(bào),說明這些模態(tài)反映了降水自身的變化,是可預(yù)報(bào)模態(tài)。而其余高階模態(tài)夾雜了數(shù)據(jù)的不確定性,為噪音信號(hào)。通過分別分析SEA與NEA降水變化前四個(gè)模態(tài)的物理過程,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)子區(qū)域各個(gè)模態(tài)的動(dòng)力機(jī)制彼此具有顯著的差異,因此影響SEA與NEA降水變化的大部分驅(qū)動(dòng)因子是不同的,降水變化相互獨(dú)立。將整個(gè)EASM區(qū)域劃分為南北兩個(gè)子區(qū)域分別進(jìn)行降水預(yù)報(bào),與作為整體相比能夠提高預(yù)報(bào)技巧。(2)根據(jù)各個(gè)模態(tài)的動(dòng)力過程選取具有物理意義的預(yù)報(bào)因子,建立P-E模式,對(duì)每個(gè)模態(tài)主成分時(shí)間序列(PC)進(jìn)行預(yù)報(bào)。將SEA與NEA的四個(gè)可預(yù)報(bào)模態(tài)的空間分布與預(yù)報(bào)出的PC相乘并線性相加,能夠構(gòu)建出降水異常的預(yù)報(bào)場(chǎng)。利用預(yù)報(bào)場(chǎng)與觀測(cè)場(chǎng)的相關(guān)系數(shù)對(duì)預(yù)報(bào)技巧的高低進(jìn)行了評(píng)估。預(yù)報(bào)技巧較高的區(qū)域集中在氣候態(tài)降水的大值區(qū),而相對(duì)干旱區(qū)的預(yù)報(bào)技巧較低。但P-E預(yù)報(bào)模式區(qū)域平均的預(yù)報(bào)技巧遠(yuǎn)高于氣候動(dòng)力模式。說明對(duì)東亞夏季風(fēng)降水,P-E預(yù)報(bào)模式優(yōu)于目前的氣候動(dòng)力模式。此結(jié)果同時(shí)表明氣候動(dòng)力模式對(duì)EA夏季降水預(yù)報(bào)技巧較低并不是由于降水本身可預(yù)報(bào)性低造成的,而是由于氣候動(dòng)力模式自身的缺陷,因此動(dòng)力模式仍有較大的改進(jìn)空間。此外,隨著P-E模式超前時(shí)間逐漸變長(zhǎng),預(yù)報(bào)技巧會(huì)逐漸降低。實(shí)際應(yīng)用中,推薦使用具有更高預(yù)報(bào)技巧的超前0個(gè)月的模式對(duì)降水進(jìn)行預(yù)報(bào)。將可預(yù)報(bào)模態(tài)的空問分布與由觀測(cè)數(shù)據(jù)得到的PCs相乘并線性相加,能夠得到最接近觀測(cè)值的降水的可預(yù)報(bào)部分。將降水的可預(yù)報(bào)場(chǎng)與觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)分析,能夠得到完美預(yù)報(bào)情況下盛夏時(shí)節(jié)東亞降水能夠達(dá)到的最優(yōu)預(yù)報(bào)結(jié)果,即降水的最大可預(yù)報(bào)性。對(duì)比發(fā)現(xiàn),SEA降水的可預(yù)報(bào)性、P-E模式以及氣候動(dòng)力模式的預(yù)報(bào)技巧均高于NEA地區(qū)。(3)結(jié)合中國(guó)的實(shí)際預(yù)報(bào)業(yè)務(wù),本文利用偏最小二乘法回歸(PLS)討論了對(duì)中國(guó)夏季(6-8月份)降水進(jìn)行長(zhǎng)期超前預(yù)報(bào)的可行性。利用1979-2004年冬季平均的SST及大陸2米氣溫作為預(yù)報(bào)因子場(chǎng),對(duì)夏季降水進(jìn)行擬合,建立預(yù)報(bào)方程,對(duì)2005-2013年降水異常進(jìn)行超前4個(gè)月的獨(dú)立預(yù)報(bào)。結(jié)果顯示對(duì)中國(guó)東部及南部地區(qū)的降水變化可以進(jìn)行很好的預(yù)報(bào),但中國(guó)東北部偏北地區(qū)以及西北大部分省市預(yù)報(bào)技巧偏低。以上研究進(jìn)一步檢驗(yàn)了EASM降水年際變化主模態(tài)形成與維持的動(dòng)力學(xué)過程,揭示了影響降水變化的前期驅(qū)動(dòng)因子。與目前的氣候動(dòng)力模式相比,提高了EASM包括中國(guó)地區(qū)降水的預(yù)報(bào)技巧,對(duì)促進(jìn)東亞地區(qū)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
【關(guān)鍵詞】：可預(yù)報(bào)模態(tài)分析 東亞夏季風(fēng) 降水季節(jié)預(yù)測(cè) 可預(yù)報(bào)性
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P457.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 緒論13-24
• 1.1 東亞夏季風(fēng)簡(jiǎn)介13-15
• 1.1.1 東亞夏季風(fēng)特殊性13-14
• 1.1.2 EASM強(qiáng)度定義14
• 1.1.3 EASM對(duì)人類活動(dòng)的影響14-15
• 1.2 EASM年際變化的影響因子15-19
• 1.2.1 EASM受到熱帶地區(qū)的影響15-17
• 1.2.2 EASM受到中高緯度環(huán)流系統(tǒng)的影響17-19
• 1.2.3 EASM受到中高緯度熱力異常的影響19
• 1.3 EASM的預(yù)報(bào)現(xiàn)狀19-22
• 1.3.1 動(dòng)力模式預(yù)報(bào)的研究進(jìn)展20
• 1.3.2 統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)研究進(jìn)展20-22
• 1.4 擬解決問題及論文結(jié)構(gòu)22-24
• 2 數(shù)據(jù)以及研究方法24-31
• 2.1 數(shù)據(jù)24
• 2.2 預(yù)報(bào)方法介紹24-26
• 2.2.1 可預(yù)報(bào)模態(tài)分析24-25
• 2.2.2 P-E預(yù)報(bào)模式中預(yù)報(bào)因子的選取25-26
• 2.2.3 EOF分析,逐步回歸與交叉檢驗(yàn)26
• 2.3 東亞夏季風(fēng)區(qū)子區(qū)域劃分26-28
• 2.4 可預(yù)報(bào)模態(tài)初步判斷28-31
• 3 盛夏時(shí)節(jié)熱帶東亞季風(fēng)區(qū)降水預(yù)報(bào)31-63
• 3.1 SEA降水變化可預(yù)報(bào)模態(tài)特征分析及預(yù)報(bào)31-41
• 3.1.1 SEA-1：暖池區(qū)偶極子SST正反饋模態(tài)31-34
• 3.1.2 SEA-2：中太平洋型ENSO模態(tài)34-37
• 3.1.3 SEA-3：海洋大陸SST-澳大利亞高壓耦合模態(tài)37-39
• 3.1.4 SEA-4：ENSO發(fā)展模態(tài)39-41
• 3.2 預(yù)報(bào)技巧與可預(yù)報(bào)性41-43
• 3.2.1 SEA降水變化超前0個(gè)月的預(yù)報(bào)技巧41-42
• 3.2.2 SEA降水變化超前1個(gè)月的預(yù)報(bào)技巧42-43
• 3.2.3 SEA盛夏時(shí)節(jié)降水變化的可預(yù)報(bào)性分析43
• 3.3 本章小結(jié)43-63
• 4 盛夏時(shí)節(jié)副熱帶-中緯度東亞季風(fēng)區(qū)降水預(yù)報(bào)63-98
• 4.1 NEA降水變化可預(yù)報(bào)模態(tài)特征分析及預(yù)報(bào)63-70
• 4.1.1 NEA-1：赤道西太平洋——NEA遙相關(guān)模態(tài)63-65
• 4.1.2 NEA-2：WPSH-暖池區(qū)偶極子SST正反饋模態(tài)65-67
• 4.1.3 NEA-3：中太平洋型ENSO事件發(fā)展模態(tài)67-69
• 4.1.4 NEA-4：歐亞波列模態(tài)69-70
• 4.2 NEA降水預(yù)報(bào)技巧與可預(yù)報(bào)性分析70-73
• 4.2.1 NEA降水超前0個(gè)月預(yù)報(bào)技巧分析70-72
• 4.2.2 NEA降水超前1個(gè)月預(yù)報(bào)技巧分析72
• 4.2.3 利用可預(yù)報(bào)模態(tài)對(duì)NEA盛夏降水的可預(yù)報(bào)性分析72-73
• 4.3 將EA劃分為兩個(gè)子區(qū)域的原因73-74
• 4.4 本章結(jié)論74-98
• 5 中國(guó)夏季降水的長(zhǎng)期超前預(yù)報(bào)分析98-115
• 5.1 中國(guó)夏季降水預(yù)報(bào)現(xiàn)狀98-100
• 5.2 聯(lián)合EOF-PLS方法介紹100-102
• 5.3 中國(guó)夏季降水主模態(tài)特征分析102-104
• 5.4 中國(guó)夏季降水的預(yù)報(bào)分析104-106
• 5.5 本章結(jié)論與討論106-115
• 6 結(jié)論115-121
• 6.1 全文總結(jié)115-118
• 6.2 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)118-119
• 6.3 對(duì)未來工作的展望119-121
• 參考文獻(xiàn)121-134
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷134
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文134-135
• 致謝135

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1 Tim Palmer;呂越華;;對(duì)天氣的不可預(yù)報(bào)性的看法[J];氣象科技;1990年05期

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4 薛德強(qiáng),奚秀芬,王棟成;月尺度降水可預(yù)報(bào)性的實(shí)驗(yàn)研究[J];山東氣象;2000年03期

5 卞建春,楊培才;關(guān)于大氣過程可預(yù)報(bào)性問題的一些討論[J];高原氣象;2003年04期

6 范曉青,李維京,張培群;模式大氣月尺度可預(yù)報(bào)性的對(duì)比研究[J];應(yīng)用氣象學(xué)報(bào);2003年01期

7 李建平;丁瑞強(qiáng);;混沌系統(tǒng)單變量可預(yù)報(bào)性研究[J];大氣科學(xué);2009年03期

8 丁瑞強(qiáng);李建平;;非線性誤差增長(zhǎng)理論在大氣可預(yù)報(bào)性中的應(yīng)用[J];氣象學(xué)報(bào);2009年02期

9 丁瑞強(qiáng);李建平;;天氣可預(yù)報(bào)性的時(shí)空分布[J];氣象學(xué)報(bào);2009年03期

10 李忠賢;陳海山;倪東鴻;曾剛;;土壤濕度對(duì)東亞夏季氣候潛在可預(yù)報(bào)性影響的數(shù)值模擬[J];大氣科學(xué)學(xué)報(bào);2012年04期

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1 曹鴻興;蔡秀華;吳永萍;;大氣的不可預(yù)報(bào)性[A];S2 短期氣候預(yù)測(cè)[C];2012年

2 林振山;;動(dòng)力系統(tǒng)可預(yù)報(bào)性問題的討論[A];中國(guó)地理學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

3 穆穆;王家城;;非線性全局及局部最優(yōu)擾動(dòng)和第一類可預(yù)報(bào)性[A];自然、工業(yè)與流動(dòng)——第六屆全國(guó)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

4 楊修群;;季節(jié)平均氣候的潛在可預(yù)報(bào)性[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

5 牛瑾琪;曹鴻興;牛保山;;基于界殼理論對(duì)天氣可預(yù)報(bào)性的探索[A];第31屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)S2 災(zāi)害天氣監(jiān)測(cè)、分析與預(yù)報(bào)[C];2014年

6 嚴(yán)小冬;金建德;雷云;嚴(yán)華生;;前期500hPa高度場(chǎng)與貴州降水可預(yù)報(bào)性的關(guān)系[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2005年年會(huì)論文集[C];2005年

7 丁瑞強(qiáng);李建平;;非線性誤差增長(zhǎng)理論及可預(yù)報(bào)性研究[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2006年年會(huì)“季風(fēng)及其模擬”分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2006年

8 穆穆;;可預(yù)報(bào)性研究中的一類動(dòng)力學(xué)問題(英文)[A];第七次全國(guó)動(dòng)力氣象學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C];2009年

9 譚季青;何歆;于京燕;;區(qū)域降水的實(shí)際可預(yù)報(bào)性研究[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2005年年會(huì)論文集[C];2005年

10 李延江;邵長(zhǎng)亮;郭鴻鳴;燕成玉;吳杰;;渤海西岸區(qū)初春“3次”雷雨落區(qū)預(yù)報(bào)分析及可預(yù)報(bào)性探討[A];第26屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)災(zāi)害天氣事件的預(yù)警、預(yù)報(bào)及防災(zāi)減災(zāi)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2009年

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1 丁繼武邋劉曉林 實(shí)習(xí)記者 崔潔;觀測(cè)系統(tǒng)研究與可預(yù)報(bào)性試驗(yàn)計(jì)劃研討會(huì)在京舉行[N];中國(guó)氣象報(bào);2007年

2 本報(bào)記者 丁繼武;氣候系統(tǒng)的混沌性質(zhì)和可預(yù)報(bào)性[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

3 通訊員　陳榮發(fā)　記者　肖國(guó)強(qiáng)　;提前兩年就能預(yù)報(bào)厄爾尼諾[N];浙江日?qǐng)?bào);2004年

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1 唐曉文;基于THORPEX計(jì)劃的天氣可預(yù)報(bào)性研究[D];南京大學(xué);2014年

2 邢雯;東亞季風(fēng)區(qū)夏季降水預(yù)測(cè)：統(tǒng)計(jì)模型的建立與可預(yù)報(bào)性分析[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

3 黃昌興;氣候模式的誤差及其可預(yù)報(bào)性研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2005年

4 丁瑞強(qiáng);非線性誤差增長(zhǎng)理論與可預(yù)報(bào)性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（大氣物理研究所）;2007年

5 徐輝;Zebiak-Cane ENSO預(yù)報(bào)模式的可預(yù)報(bào)性問題研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（大氣物理研究所）;2006年

6 楊德劍;亞洲夏季風(fēng)季節(jié)可預(yù)報(bào)性的表征和評(píng)估研究[D];南京大學(xué);2012年

7 唐曉暉;熱帶海洋海溫變率預(yù)報(bào)及可預(yù)報(bào)性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孟佳佳;基于統(tǒng)計(jì)方法的SST年際和年代際可預(yù)報(bào)性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所);2015年

2 李啟芬;土壤濕度年際異常對(duì)氣候潛在可預(yù)報(bào)性的影響[D];南京信息工程大學(xué);2013年

3 孫樹鵬;10-30天延伸期穩(wěn)定分量的提取及其可預(yù)報(bào)性研究[D];蘭州大學(xué);2011年

4 趙曉川;中國(guó)月、季平均溫度和降水量的潛在可預(yù)報(bào)性估計(jì)[D];南京信息工程大學(xué);2008年

5 譚曉偉;觀測(cè)系統(tǒng)影響試驗(yàn)與可預(yù)報(bào)性研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2005年

6 劉景鵬;中國(guó)區(qū)域氣溫和降水月尺度可預(yù)報(bào)性的時(shí)空分布特征[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2014年

7 張磊;非線性優(yōu)化方法在大氣運(yùn)動(dòng)可預(yù)報(bào)性研究中的應(yīng)用[D];華東師范大學(xué);2005年

8 翟丹華;一次暴雨過程的中尺度可預(yù)報(bào)性研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2008年

9 王小萍;對(duì)T213L31模式實(shí)際可預(yù)報(bào)性的診斷研究[D];浙江大學(xué);2005年

10 陳中峗;基于副高活動(dòng)的T213模式在東亞地區(qū)的實(shí)際可預(yù)報(bào)性診斷研究[D];浙江大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：825669