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交叉小波变换在区域气候分析中的应用

孙卫国 程炳岩

孙卫国, 程炳岩. 交叉小波变换在区域气候分析中的应用. 应用气象学报, 2008, 19(4): 479-487..
引用本文: 孙卫国, 程炳岩. 交叉小波变换在区域气候分析中的应用. 应用气象学报, 2008, 19(4): 479-487.
Sun Weiguo, Cheng Bingyan. Application of cross wavelet transformation to analysis on regional climate variations. J Appl Meteor Sci, 2008, 19(4): 479-487.
Citation: Sun Weiguo, Cheng Bingyan. Application of cross wavelet transformation to analysis on regional climate variations. J Appl Meteor Sci, 2008, 19(4): 479-487.

交叉小波变换在区域气候分析中的应用

资助项目: 

南京信息工程大学基金课题 9922

中国气象局气候变化专项 CCSF2007-24

Application of Cross Wavelet Transformation to Analysis on Regional Climate Variations

  • 摘要: 将交叉谱与小波变换分析方法相结合,与传统的交叉谱方法相比,交叉小波变换方法用于区域气候变化与大气环流系统之间耦合振荡行为的相关分析更具优越性,不仅可以弥补经典交叉谱分析方法存在的缺陷,而且能够发挥小波变换在时频两域都具有表征气候信号局部化特征的作用;该方法具有较强的耦合信号分辨能力,便于描述耦合信号在时频域中分布状况的优点。采用交叉小波变换分析北极涛动指数(AOI)距平与河南省月平均降水量距平、气温距平序列之间的联合统计特征及其在时频域中的相关关系,根据小波互相关系数、交叉小波凝聚谱和小波位相谱分析北极涛动对河南省气候变化的可能影响。应用结果表明:河南省降水量和气温变化与AOI之间存在着多时间尺度的显著相关振荡,年代际尺度周期上的互相关系数明显大于年际尺度周期,相关程度随耦合振荡频率的增大而减小,相关显著性取决于两者的时频域联合统计特征,时域中小波互相关系数、小波凝聚谱和小波位相谱的分布具有明显的局部化特征;说明北极涛动年际和年代际异常对河南省气候变化具有显著影响。
  • 图  1  ΔIAO(a), ΔR(b)和ΔT(c)的小波功率谱检验

    Fig. 1  The significance test on wavelet power spectrum of ΔIAO(a), ΔR(b)and ΔT(c)

    图  2  频率域(a)和时间域(b)中ΔIAO与ΔR(实线), ΔIAO与ΔT(点线)的小波互相关系数

    Fig. 2  Wavelet cross-correlation coefficients between ΔIAO and ΔR(solid line), ΔIAO and ΔT(dot line)in frequency(a)and time(b)space

    图  3  ΔIAO与ΔR(a), ΔIAO与ΔT(b)的小波互相关函数

    Fig. 3  Wavelet cross-correlation function between ΔIAO and ΔR(a), ΔIAO and ΔT(b)

    图  4  ΔIAO与ΔR(a), ΔIAO与ΔT(b)的交叉小波凝聚谱

    Fig. 4  T he cross-wavelet coherency between ΔIAO and ΔR(a), ΔIAO and ΔT(b)

    图  5  频率域(a)和时间域(b)中ΔIAO与ΔR(实线), ΔIAO与ΔT(点线)的交叉小波位相谱

    Fig. 5  The cross-wavelet phase between ΔIAO and ΔR(solid line), ΔIAO and ΔT(dot line)in frequency(a)and time(b)space

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出版历程
  • 收稿日期:  2007-04-09
  • 修回日期:  2008-01-18
  • 刊出日期:  2008-08-31

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