松嫩高平原土地利用格局变化时间尺度特征研究

土地利用格局变化的时间尺度是其尺度依赖性和敏感性表达的重要基础。论文以松嫩高平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS、RS技术,结合Matlab编程,采用K-L变换将多波段的遥感影像提取为单波段图像作为原始信号数据,在研究区土地利用格局最优空间尺度下,应用快速傅里叶变换对小波分析模型进行改进,探寻研究区土地利用格局变化研究的适宜时间尺度,进而明确适宜时空尺度下土地利用格局变化的波动性特征,并采用土地利用转移矩阵对其时间尺度的划分结果进行检验。结果表明：1）研究区土地利用格局变化在10~20、30~40和40~50 a均有明显的波动性特征,表明10~20、30~40和40~50 a是研究区土地利用格局变化的3个重要时间尺度。2）1979—2015年研究区土地利用格局变化研究的最优时间分析尺度为36 a,土地利用格局在12.33 a左右具有明显的波动性变化特征,可将研究区时间域划分为3个发展阶段：发展初期1979—1991年、发展中期1991—2003年、发展近期2003—2015年。3）在空间上,研究区土地利用格局变化的全局化时间尺度和土地利用格局变化的局部化时间尺度具有较高水平的一致性。4）论文建立的基于小波分析的土地利用格局变化时间尺度识别方法可行并具有准确性,研究区旱地、林地和建设用地等主要土地利用类型在1979、1991、2003和2015年4个重要时间节点上的变化发生了明显的趋势性转换。     

爆炸分离冲击信号修正及结构状态分析

为了对爆炸分离冲击信号进行有效性分析及校正,进而对关键结构的状态变化进行分析,基于离散小波分解方法,对实测分离冲击信号及其速度积分进行校正,去除零漂趋势项.选取冲击结束后剩余自由响应阶段,对结构状态进行分析,基于冲击信号初始谱及剩余谱相关性分析,提出确定剩余自由响应阶段起始分析时间的确定方法.对该剩余响应信号结合频域窗...     

基于小波分析的嫩江、哈尔滨夏季降雨规律研究

基于48 a来的夏季降雨资料,选用Morlet小波分析方法对嫩江、哈尔滨夏季降雨序列的多时间尺度进行研究.结果表明:哈尔滨近年来夏季降雨在29～38 a尺度周期变化最明显,模值最大,能量最强;嫩江夏季降雨在19～30 a周期变化较强,能量值较大;2个周期变化都具有随时间推移能量进一步加大的趋势.当前嫩江、哈尔滨夏季降雨均处于枯水大周期内,在未来较长时间里,夏季降雨量将低于多年平均降雨量.     

2002年北京PM10时间序列及其成因分析

以北京2002年的ρ(PM₁₀₎日平均值和气象要素观测资料为例,根据小波分析的原理,利用Matlab小波分析工具,对逐日ρ(PM₁₀₎时间序列进行分解和重构,分析了该地区ρ(PM₁₀₎的年变化规律和突变特征.结果表明:2002年北京PM₁₀污染季节性变化强,春季最严重,冬季次之,夏、秋季节较好;全年共有4个突变点,均出现在沙尘暴或强沙尘暴期间,并指出沙尘天气是北京ρ(PM₁₀₎发生突变的主要影响因素.在此基础上,根据形成原因及气象资料分析,将2002年PM₁₀重污染天气过程分为沙尘型和排放累积型2类,并阐述了形成各类PM₁₀重污染天气的气象原因.      

近50年鄱阳湖流域实际蒸发量的变化及影响因素

流域的实际蒸发是水文循环和水量平衡的重要组成部分,分析鄱阳湖流域的实际蒸发对该流域水资源研究有重要意义。选取应用范围较广的互补相关蒸发模型,估算鄱阳湖流域9个气象站1955～2001年实际蒸发量,采用统计学方法分析该时段流域实际蒸发的年内变化特征。结果表明:流域蒸发年内呈单峰型变化,峰值出现在7月份;季节变化上,夏季最大,冬季最小,春季高于秋季。选用Db3小波函数分析9站蒸发量变化趋势,结果表明:该流域蒸发量在计算时段内呈现逐步下降趋势,1998年左右转折,之后下降速度变缓。与流域同期降水量、潜在蒸发量以及太阳辐射、温度、水汽压差和风速等气象要素的对比分析认为,实际蒸发量下降的主要是由太阳净辐射和风速的下降引起的.     

Short-term prediction of influent flow rate and ammonia concentration in municipal wastewater treatment plants

The prediction of the influent load is of great importance for the improvement of the control system to a large wastewater treatment plant. A systematic data analysis method is presented in this paper in order to estimate and predict the periodicity of the influent flow rate and ammonia （NH3） concentrations： 1） data filtering using wavelet decomposition and reconstruction; 2） typical cycle identification using power spectrum density analysis; 3） fitting and prediction model establishment based on an autoregressive model. To give meaningful information for feedforward control systems, predictions in different time scales are tested to compare the corresponding predicting accuracy. Considering the influence of the rainfalls, a linear fitting model is derived to estimate the relationship between flow rate trend and rain events. Measurements used to support coefficient fitting and model testing are acquired from two municipal wastewater treatment plants in China. The results show that 1） for both of the two plants, the periodicity affects the flow rate and NH3 concentrations in different cycles （especially cycles longer than 1 day）; 2） when the flow rate and NH3 concentrations present an obvious periodicity, the decreasing of prediction accuracy is not distinct with increasing of the prediction time scales; 3） the periodicity influence is larger than rainfalls; 4） the rainfalls will make the periodicity of flow rate less obvious in intensive rainy periods.     

云贵高原北坡石漠化地区近50a降水波动分析——以四川省兴文县为例

全球气候变暖背景下的局地气候变化特征及其响应,是近年来的研究热点。兴文县是云贵高原北坡的典型石漠化区域,其多年降水变化在一定程度上可以反映该区的气候变化。对兴文县1959~2007年全年和分季节降水量进行Morlet连续小波变换,结果表明：全年与分季节降水总体上均呈减少之势,并具有多尺度波动的特征,不同季节的多年降水具有各自的变化规律。春季和夏季降水量丰贫交替的周期较长（超过9 a）,变化相对较缓;秋季、冬季和全年的降水丰贫更替周期较短（少于6 a）,变化相对较快。目前兴文县处于降水相对较丰时期的后半程,未来几年将进入降水相对偏少的时期。降水的波动减少趋势,将会加剧该区域水资源的供需矛盾,给农业生产带来不利影响,增加生态系统的脆弱性和影响喀斯特地貌的发育过程,并最终促进石漠化的发展。     

河南信阳市近62年来极端气温变化特征及周期分析

通过对河南省信阳市每日气温资料的搜集和整理,运用线性拟合及累积距平、Morlet复数小波等方法对WMO发布的10种极端气温指数进行了计算和分析。研究了信阳地区近62年来极端气温变化特征及周期性。结果表明,近62年来信阳地区的极端最高气温几乎没有变化,极端最低气温在波动变化中有小幅上升趋势,夏日、热夜、暖夜天数呈现波动上升,冰日、霜日、冷夜、冷日天数呈下降趋势。极端最高气温、极端最低气温、冷夜、暖夜、冷日、暖日都存在35 a左右的周期。夏日、冰日、热夜、霜日存在37 a左右周期。冰日的变化存在着5个左右的周期,极端最低气温、冷日与冷夜的变化存在4个左右的周期。其中极端最低气温、霜日、冰日、冷夜、冷日、暖夜都有5 a以下的周期。冷夜和暖夜、冷日和暖日、夏日和冰日以及热夜和霜夜存在负相关的关系,其中冷夜和暖夜以及热夜和霜日的变化幅度较大,它们之间有负相关关系。冷日和暖日以及夏日和冰日的变化较小,负相关的关系不太明显。总体来说,近60年来,信阳地区极端天气热指数呈上升趋势,极端天气冷指数呈下降趋势,整体气温呈现上升的趋势,其中近二十年气温上升更明显。     

珠江三角洲地区2006年颗粒物污染过程识别与分析

利用Matlab小波分析工具,分析了珠三角(珠江三角洲)地区2006年PM₁₀的突变特征,并对典型区域性颗粒物空气污染过程进行了识别.结合全球资料同化系统(GDAS)气象数据,运用HYSPLIT v4.9模式,以4个典型空气观测站点的数据为基础,分析了高污染过程期间后向气流轨迹的特征和区域ρ(PM₁₀)的变化与输送过程,并对比分析了污染超标日和非超标日的ρ(PM₁₀)与风速、相对湿度、平均温度及地面平均气压等常规气象要素之间的关系.结果表明:影响珠三角地区颗粒物高污染时段输送的气流主要来源于内陆东北气流和沿海气流.本地排放和区域城市间传输是造成珠三角地区颗粒污染过程的主要原因.静风或极小风,以及较高地面平均气压是影响珠三角地区PM₁₀污染的主要气象要素.      

Analysis of Wind-Induced Thermocline Oscillations of Lake Tanganyika

An analysis is presented of the wind-induced thermocline oscillations of Lake Tanganyika, East Africa. The region undergoes a four month dry season and the wet season for the rest of the year. The dry season is characterised by nearly constant high southeasterly winds, while for the rest of the year mild wind blows generally from the northeast. Observations show that the dry season high winds cause tilting of the thermocline, being higher/lower than normal at the southern/northern ends of the lake. The thermocline tries to restabilise itself after the cessation of dry season winds and oscillates for the rest of the year. A non-linear reduced-gravity model is used to study the thermocline oscillations of the lake. The numerical simulations satisfactorily represent the oscillations, their period and amplitude. Different forcing conditions (thermocline depth, wind stress and stability) are used in the model and their effect on the period and amplitude of the oscillations are studied. The amplitude of oscillations ranges from 15 to 45 m, while their period varies from 3 to 4 weeks according to the variation in the model parameters. Wavelet transform is used to study the evolution of periods of oscillations with depth in the time series of observations and along the length of the lake using model simulations. Wavelet spectra presents several dominant modes including the semidiurnal, diurnal, synoptic, intraseasonal variability, besides the modes representing the wind-induced thermocline oscillations.