长三角城市群PM2.5时空变化和影响因素分析

为协调经济发展与环境污染之间的矛盾,实现经济社会的可持续发展.以长三角城市群为研究区,基于PM_2.5浓度和气象数据,分析PM_2.5浓度的时空变化规律,并利用小波相干（WTC）、偏小波相干（PWC）和多小波相干（MWC）,评估PM_2.5与气象因子在时频域中的多尺度耦合振荡.结果表明：①②③④⑥⑤⑦⑧⑨⑩长三角城市群PM_2.5浓度年均值由西北向东南梯度递减,高值区域空间范围逐年缩小.PM_2.5浓度季节均值与年均值的空间分布特征相似,并且具有冬季最高,夏季最低,春秋过渡的特点.② PM_2.5浓度从2015~2021年逐年下降,达标率逐年上升.PM_2.5浓度差异逐年缩小,具有动态收敛性特征.PM_2.5浓度在夏季的收敛性大于冬季.PM_2.5浓度日均值具有U型振荡特征,整个研究期间PM_2.5浓度等级为优和良的天数占比分别为49.72%和41.45%.③ PM_2.5与气象因子的相干性在不同时频域上存在差异.时频尺度不同,影响PM_2.5的主控因子也不尽相同.在所有时频尺度上,WTC结果表明风速可作为解释PM_2.5变化的最佳变量,PWC结果表明温度可作为解释PM_2.5变化的最佳变量.④时频尺度越大,多变量组合解释PM_2.5变化的相互作用越强,而温度和风速的协同作用可以更好地解释PM_2.5变化.结果可为长三角城市群空气污染防治提供参考.     

基于小波变换风力发电机组振动安全监测系统设计

针对风力发电机组运行过程中产生的振动对机组带来的安全危害,讨论了风力发电机组振动测量的要求及对振动传感器的要求,分析发电机组振动的频率范围,简要介绍了小波变换及其算法,研究利用小波变换将加速度振动传感器测量的风力发电机组振动信号分解到不同尺度,在LabVIEW软件平台上设计了一套机组振动安全监测系统。系统主要由传感器系统、数据采集与预处理系统、振动数据分析处理系统三部分组成,实现对振动信号的实时监控。介绍了振动测量方案,提出了硬件和软件设计方法,给出了系统构成和程序设计流程图。系统进行了仿真测试,验证了系统的可靠性。     

地表水悬浮态多环芳烃时空变化特征及主要输入源响应机制

多环芳烃（PAHs）是具有三致效应的一类典型持久性有机污染物,具有较高的生态风险.随着工业不断发展,地表水已成为PAHs重要的汇.由于其疏水性特征,PAHs易附着在地表水悬浮颗粒物表面,逐渐积累并可以随地表水长距离迁移而扩大其污染区域,对人体健康和生态环境造成威胁.因此,对地表水悬浮颗粒物中PAHs长时间尺度的时空分布特征和输入源的定量解析研究,可为生态管控和环境政策的制订,提供重要理论依据.对典型地表水悬浮颗粒物中16种优控PAHs长期监测数据进行分析,采用Mann-Kendall趋势检验法评估了PAHs时间变化趋势和突变点;利用小波分析研究其周期变化规律;采用特征比值法和正定矩阵因子分解（PMF）模型分析PAHs的来源,并从拟合优度、因子交换现象和PMF基础运行重现性等方面评估了源解析结果的不确定性.∑₁₆PAHs含量时间变化分析表明,研究区域地表水悬浮颗粒物中∑₁₆PAHs含量呈现显著递减趋势（P<0.05）,平均值最大为6 239μg·kg^-1（2006年）,最小为2 760μg·kg^-1     

大气中SO2浓度的小波分析及神经网络预测

应用小波分解和重构对SO2浓度年变化趋势进行分析,在此基础上,建立了一种分段BP神经网络预测模型,并对各段有针对性地设计了神经网络预测模型.采用主成分分析进行输入变量降维.在BP网络训练过程中,往往会出现过拟合的现象,为此,在训练过程中,将样本等间距地分离为训练集和验证集来防止这个问题.为了消除网络的权值初始化对学习系统复杂性的影响,采用了5个子网络输出取算术平均的神经网络集成的方法.预测结果表明,该模型应用于SO2浓度预测具有较高的预测精度和良好的推广能力,而且明显优于一般的神经网络模型.     

基于小波变换的兰州市近十年空气污染指数变化

对兰州市近10年逐日空气污染指数的时间序列采用一维连续Morlet小波进行小波变换分析,研究了该市大气污染时间序列的多尺度变化特征、主周期和影响因素.结果表明:兰州市近10年空气污染指数在不同时问尺度上具有不同的"高一低"交替演化规律,且以300 d左右的变化为主周期,100 d左右的变化为次周期;受地形条件的影响,大...     

上海地区近136年气温和降水量变化的多尺度分析

论文主要利用墨西哥帽小波变换和经验模态分解(EMD)等方法对1873-2008年上海地区年平均气温和年降水量序列进行分析。以期认识上海气候在不同尺度下的振荡结构和周期特征。结果表明:上海近136 a来增温趋势明显,特别是在20世纪80年代以后增速超过以往。而40年代的暖期和60年代的冷期构成上海20世纪气温变化的主要特征。城市化的发展对城郊气温变化差异的影响十分显著。上海的年降水量主要是以短时间尺度的振荡为主,其中以40 a左右的波动为主要周期。小波变换的结果表明在长时间尺度上降水将增加,而短时间尺度上则相反。     

小波分析应用于大气污染物浓度的预报

在分析了国内外大气污染预报模式存在的不足的基础上,提出将小波分析应用于大气污染物时间序列的预报;利用小波分析可以将时间序列通过小波分解一层一层分解到不同的频率通道上,分解后序列的平稳性比原始序列好得多。其小波分解后的序列用时间序列模型来预报,最后再合成得到原时间序列的预报值。     

河南烟区近35年来相对湿度变化特征分析

利用河南省41个气象观测站1971-2005年4-9月份的逐旬相对湿度资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、小波分析等统计方法分析了河南烟区旬相对湿度的时空分布特征和变化规律,并分析了相对湿度与其他气象因子之间的关系.结果表明:4-9月份,河南烟区旬平均相对湿度、旬最大相对湿度、旬最小相对湿度变化均显著...     

河南旱涝灾害的演变特征分析

本文利用河南1949～2003年的逐年旱涝灾害成灾面积的统计数据，采用年旱涝成灾面积的相对大小进行了旱涝年型等级划分，分析了旱涝灾害演变的基本特征；同时运用小波分析的方法探讨了旱涝灾害的转折突变特征，结果表明：河南干旱灾害发生的频率与影响高于雨涝灾害，并具有日益严重的趋势；旱、涝阶段的转折突变具有12年左右的周期，下一个旱、涝转折突变点可能出现在2015年左右。     

济南白泉泉域地下水位动态对降水响应的年内时滞分析

利用1990~2011年间济南白泉泉域内4个碳酸盐岩裂隙岩溶水及泉域内及北侧3个松散岩孔隙水水位动态观测资料与同期降水数据,采用相关分析、交叉小波分析方法对研究区地下水位动态与降水的关系进行了研究。结果表明:1相关分析可概略的描述水位动态对降水响应的滞后特征。2交叉小波分析表明,全时段岩溶水观测点水位动态对降水时滞为101.41~141.56d,孔隙水为114.14~185.37d,泉域径流区及排泄区的各点对降水的滞后明显,且岩溶水径流路径越长,水位动态越滞后。3高降水时段岩溶水动态时滞为80.80~118.31d,孔隙水为128.59~167.52d,说明年降水量及降水组合形式对水位时滞有影响,总体降水量越大则地下水位响应越快。地下水位对降水响应的定量描述,可耦合入地下水位预测模型,从而对地下水资源的保护及合理开发利用起到积极作用。