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筹卷第期大气科学.
年月.
粕,
扩展经验正交函数
及其在月、季降水预测中的应用
·
谢炯光
广州中心气象台,广州
提要
本文提出一种降水长期预测的新方案, 用扩展经验正交函数展开连续月组成的
月季降水分布场,隶取各月的特征向量场和对应的时间权重系数,分析各场的天气学意
义及前后承替的相互关系, 用前期出现的特征向量场的特征来预测后期的降水场分布趋势,
言
广东省前汛期—月的降水量可达至,约占广东省垒年降水量
的%左右, 对广东省工农业生产有着十分重要的影响, 因此, 对前汛期雨量各月
雨量、季雨量演变规律的研究及预测就显得十分重要, 是广东长期天气预报工作者的
重要课题之一。
扩展在天气气候分析中已有许多应用”, 但应用于长期降水趋势预测中还不
多见, 本文用对广东省月份降水量和季月降水量的分布趋势进行预
测是一个初步尝试。
据有关文献表明, 华南前汛期降水量与前汛期环流形势有较密切的关
系由于环流形势直接决定了降水量场的分布趋势,因此本文直接用方法展开
降水场, 寻找前期降水场与后期降水场分布趋—势的关系, 作出未来降水场分布趋势和降
水量总趋势的预测, 文中以月份的工作为例。
够
二、资料及计算方法
选取广东省个站点年的月降水资料、北半球格点资料, 当
研制月份广东省降水分布趋势预测时取个站点连续三个月、、月的降水
分布; 做季—月降水分布趋势预测时取、、—月连续三个降水场的分布作
为变量场前个为因变量场, 后一个为预报量场, 将三个变量场资料连接起来, 构
年月日啦到、年月日到任改稿。
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大气科学卷
㈩
式中, , . Ⅳ分别表示、月预报因子场、月预报量场
广东降水量场, 为场的站点数, Ⅳ为样本数。Ⅳ为扩展后的
降水量场, 】。
利用方法把矩阵展开成只依糊于时蝴和只依赖于空间的函数部分
肺× × ,
分别求出、、月份各月的特征向量场和每个特征向量场所对应的权重系数。计
算累积方差贡献, 本文计算前个主分量的方差累积贡献百分率已超过% , 因此取
前个特征向量场作典型场进行预测处理。
三、主要特征向量场的天气学意义
月份第一特征向量图除西北偏北为正外, 全省均为负值, 负值中心在阳
江。为了分析第一特征向量的天气学意义, 我们求取与第一特征向量相对应的
环流合成平均图图, 从图中可以看出副高呈带状分布由—。, 强度比
常年平均偏强, 东亚大槽位置偏北、偏东, 乌拉尔山附近为脊区, 地中海和里海为低槽
区,极涡中心位于西伯利亚平原北部, 强度较常年偏强, 但由于东亚大槽的平均位置偏
东,亚欧地区环流较平直,整个高纬环流呈渡型,在这种环流形势下,广东省月份
的降水分布全省多数为负距平。月份的第一特征向量如图, 由图可见, 除湛江外
全省为正, 正中心在连县, 北部偏多, 南部偏少。
与月第一特征向量相应的平均环流形势如图。与月份的环流形势
相比, 从图中可以看出副高位置没有多少变动, 强度仍较强, 位于西伯利亚平原北部的
掇锅少动,但强度已明显敞弱, 主体已移到加拿大北部,亚欧大陆的经向环流稍有加
强, 乌拉尔山附近的高压脊加强, 东亚