淮河流域暴雨灾害时空分布及趋势规律研究

选用1958~2007年淮河流域16个地面测站50 a逐日降水观测资料,利用降水距平百分率和线性趋势法以及Morlet小波分析法,对淮河流域暴雨分布的时空规律和波动演化规律进行了研究。结果显示：（1）淮河流域暴雨日数呈现3个阶段,1958~1964年和1994~2007年为暴雨日数增长期,1965~1993年为暴雨日数减少期,且大多数年份正负距平约1~2 a交替出现,淮河流域暴雨日数在进入21世纪以来明显增加;（2）淮河流域6~8月份暴雨量偏多的年份有13次,从20世纪80年代开始洪涝也较为频繁,尤其2000年以后雨量明显增加;（3）Morlet小波的时频变化规律研究显示,淮河流域显示出一定的周期性时间序列,2、5、15、27 a是重要的周期性时序,淮河南北两部分表现出不同的暴雨发展趋势,淮河南部地区是暴雨中心地带,南强北弱的趋势日趋明显     

某工业区夏季环境空气质量变化的小波分析

小波分析可以分解出时-频信号,因此适用于对时变信号的局部分析.基于此,小波分析已在包括环境科学等多个领域中得到广泛应用.运用Daubenchies小波,对某工业区2002年和2004年夏季环境空气中SO2浓度进行了分析.结果表明,引起该工业区2004年夏季SO2浓度上升的主导因素是大范围时空尺度环境空气质量的变化;而该工业区内部局地污染源的污染贡献率下降,表明其环境综合整治取得了成效.     

基于支持向量机回归和小波变换的O3预报方法

使用南京工业区2016年6月1日~8月15日的臭氧（O₃）、O₃前体物及常规气象数据，结合多元线性回归（MLR）方法和小波变换（WT）改进支持向量机回归（SVR）对O₃小时浓度的预报精度.结果表明，通过WT方法将一个高变异性的序列转化为多个低变异性的序列后再处理可提高预报精度，M-WT-SVR预报的决定系数（R²）达到0.90，平均绝对误差（MAE）、平均绝对百分误差（MAPE）和均方根误差（RMSE）分别为3.86×10^-9、28.26%和5.57×10^-9，优于M-SVR和SVR.低层细节序列主要与NO、NO₂和芳香烃有关，而更高层的近似序列受到气象条件、前体物和O₃前期浓度共同影响.与经典的MLR方法相比，M-WT-SVR对O₃小时浓度的预报有明显优势.     

中国环保重点城市API指数的时空模态区域分异

从区域空气污染监测、分析、预报研究与综合管理需求出发,利用经验正交函数EOF方法,将全国47个环保重点城市2004年7月1日～2006年6月30日2年逐日API指数(Air Pollution Index)时空分布资料分解为模态特征向量和时间系数,并对模态间差异性进行了Morlet小波分析,研究其频谱差异.在此基础上,建立了全国环保重点城市API指数时空模态区域分异体系.结果表明:以API指数作为评价指标,中国主要城市空气污染存在明显的区域分异,全国47个重点城市可分为10个区域,分别代表不同的污染时空模态.EOF及Morlet小波方法将全国47个环保重点城市API指数的时空分布清晰地表达出来,为空气污染区域分异研究提供了新的方法与思路.由于城市空间分布稀疏,难以涵盖全国所有城市的空气污染信息,因此,区域划分体系合理性有待进一步验证.     

气候变化下汉中盆地水稻产量变化研究

深入分析气候变化下汉中盆地水稻产量变化响应,可在进一步探究影响研究区水稻产量主要气象要素的同时,为地方水稻生长期内气象灾害的防控提供科学依据。为了解研究区水稻生长季主要的气象影响因子,文章基于1951—2014年汉中盆地多测站日气温、降水量、积温及气温日较差数据和水稻单产资料分离的气象单产数据,综合运用线性趋势、趋势系数、HP滤波法、Morlet小波分析等方法,在分析汉中盆地水稻气象产量和生长季各气象要素变化趋势的同时,推求了水稻气象产量和各主要气象要素序列的显著周期。研究结果表明：1）近64 a汉中盆地4—9月水稻生长季平均气温和≥10 ℃活动积温变化均呈上升趋势,气温日较差呈下降趋势,降水量变化趋势不明显;2）汉中盆地各气象要素与水稻气象单产的显著周期分析结果显示水稻气象单产第一主周期与各气象要素的第二主周期相对应,均存在13~14 a时间尺度的主周期变化;3）各气象要素对水稻气象产量的影响各异,不同气候背景下影响水稻气象产量的主导气象因素不同。论文研究结果可为汉中盆地水稻生产的优化布局及地方经济社会发展提供参考依据。     

基于小波和 EMD 的电阻探针监测信号自适应去噪

目的从监测信号中恢复有效腐蚀信息(长期变化趋势、周期性窄带尖峰),提出一种基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和小波阈值去噪(Wavelet Threshold Denoised,WTD)相结合的自适应去噪算法(EMD-WTD)。方法先将信号进行EMD分解,利用最大信息系数(Max Information Coefficient,MIC)判断噪声主导和有效信号主导信号分量的分界点,然后将噪声主导的信号分量进行自适应小波阈值去噪。最后以人工模拟信号和电阻探针监测信号进行验证。结果 EMD-WTD算法能有效去除噪声,信噪比可提升10 d B以上。结论与多个去噪算法相比,EMD-WTD算法能够更好地保留信号中周期性窄带尖峰信息,为后续准确建立电阻探针监测信号与环境之间的数学模型奠定了基础。     

基于小波相关分析框架的大气腐蚀数据挖掘

目的 针对大气腐蚀中腐蚀数据复杂多变且不易于分析的问题,提出一种基于小波的相关分析框架,挖掘腐蚀的变化特征及其影响因素.方法 首先采用小波功率谱确定腐蚀数据的周期波动特征,然后应用小波相干谱分析腐蚀和环境因素的相关强度、超前滞后及正反相关系,最后利用平均小波相干和显著相干百分比筛选出与腐蚀相关程度较高的环境因素.然后以青岛碳钢腐蚀数据为具体对象,挖掘了温度、相对湿度、降雨和污染物对碳钢初期腐蚀行为的影响.结果 在腐蚀初期,碳钢的腐蚀具有很强的日波动特征,温度和相对湿度是导致其波动的主要环境因素;腐蚀在降雨时刻呈现间歇性波动特征,且降雨超前于腐蚀;污染物浓度较低使得其对碳钢的腐蚀影响较弱.结论 基于小波的相关分析框架有效展现了复杂腐蚀数据的变化特征及其与环境因素的关系,为深入理解大气腐蚀规律提供了一种新的途径.     

阿克苏河流域径流补给及径流变化特征分析

选取阿克苏河流域内代表站的径流实测资料,分析流域范围内不同径流补给来源的径流年内分配规律和多年变化特征。阿克苏河流域径流补给具有垂直地带性和多样化特点,径流时序特征与径流的补给来源有密切关系;径流年内分配极不均匀,集中程度高;而径流的多年变化变差系数小,径流量多年变化比较稳定;运用小波分析方法,对年径流时间序列进行多尺度变换,结果表明山区河流自1990年后进入丰水期。近年来,流域内降水和气温均呈上升趋势,冰川融)量增加,以冰)融水补给阿克苏河流域山区径流量显著增加,气温升高对径流量的影响高于降水量增加的影响。     

农业气候资源多时间尺度分析——以郑州市小麦玉米为例

小波分析的时域局部变化特征可展现气候序列的精细结构,能够揭示不同时间尺度气候序列所隐含的不同变化规律,是进行时域分析的有力工具。论文以郑州市小麦、玉米生育期间的光热水农业气候资源分析为例,用Morlet小波变换法对其进行多时间尺度变化特征及演变规律分析。结果表明:郑州小麦、玉米生育期间的光热水气候要素具有不同的年际及年代际时间尺度周期变化规律和转换特征;小波变换能很好地揭示农业气候资源变化所包含的周期分量;其气候变化特征与全球气候变化趋势相比,有其一致性,也有其局地特殊性。     

基于迭代退火算法的高压变频器功率单元频繁故障诊断方法研究*

现有的变压器故障诊断方法较为复杂且计算冗余度较高,在高压变频器的功率单元频繁发生故障时难以高效地检测故障。为此,提出基于迭代退火算法的高压变频器功率单元频繁故障诊断方法。采用小波包分解方法提取高压变频器功率单元的电压信号特征熵,将该特征熵输入到支持向量机模型。使用迭代退火算法优化支持向量机的训练参数,并输出诊断结果。研究结果表明:该方法提取的高压变频器单元故障的平均冗余度最低至3.2%,平均诊断时间为15.1 ms,可实现高压变频器功率单元频繁故障的高效诊断。