摘要：随着气候场重建数据在揭示气候动力机制以及与数值模式模拟相结合等方面的应用,它在气候变化研究领域中的实用性和重要性已得到广泛认可.因此,关于空间格局重建方法的研究也就显得尤为重要.本文提出了一种新的气候场重建方法,即模态逼近的经验正交函数分解方法.该方法利用代用资料与器测资料不同空间模态之间的协调性,采用模态逐次逼近,从而实现对过去无器测资料覆盖的气候场的重建.基于该方法,本文利用549个树轮序列重建了北半球（22.5°N以北）公元1250年以来的地表气温空间场.为验证该方法的有效性,设计了多组验证试验,结果均表明该重建方法能够较好的再现器测数据的年代际尺度变率特征.最终重建结果表明,与已有研究结果相比,该方法重建出的北半球小冰期（1400～1700年）平均气候状态的空间格局特征与基于多组气候模式集合平均在该时段的模拟结果更为接近.另外,为体现重建结果对外强迫的响应特征,本文比较了在不同强度（强、中等、弱）典型火山年的空间格局差异,发现高纬度地区对火山外强迫相比于中低纬地区更加敏感,这与已有的基于数值模式模拟研究的结论基本一致.综合以上讨论,证明了该方法在气候场重建方面的有效性和应用潜力.

摘要：气象数据是水文过程研究的关键要素,再分析数据的发展为资料缺乏地区的径流模拟提供了新的解决方案。为研究ERA5-Land再分析数据集在径流模拟中的适用性,本文以玛纳斯河流域肯斯瓦特水文站以上流域为研究区,选取多个评价指标对ERA5-Land降水和温度进行准确性评价,并采用经验模态分解(eof)分析其在研究区内的分布特点。在准确性方面,ERA5-Land与实测数据具有较好相关性,降水探测率为0.96,能反映大多数的降水事件,但与实测数据相比总体偏高21.81%,气温准确性好于降水,总体拟合效果较好,最优范围为-5~20℃,在极值部分不确定性有所增加。eof决定性模态表明研究区内降水、气温变化趋势基本一致,即易受大尺度天气系统影响。利用该数据集驱动SWAT模型在月、日尺度上对玛纳斯河流域进行径流模拟,在验证期纳什系数(NSE)分别为0.88和0.82,具有较好的模拟效果。ERA5-Land再分析数据集可为西北缺乏实测气象资料地区径流模拟提供参考。

摘要：采用海河流域1956—2016年近61 a 82站逐月降水资料,通过eof、Reof等方法分析了海河流域夏季(6—8月)降水的时空演变规律。结果表明:(1)近61a流域降水量总体空间分布特征是西北部山区偏少,东北部山前平原区偏多,流域中南部接近正常年份。降水年际变化总体呈显著下降趋势,并存在20 a左右的周期波动。(2)eof分解得到的前4个模态可以较好地反映海河流域夏季降水的4种空间分布类型,即东西反向型、南北反向型、东南—西北反向型、中部和两头反向型。Reof进一步分析显示,存在西南型、南部型、中部型。(3)eof、Reof时间系数重点分析了第1模态,结果表明当前流域降水处于少雨年背景下的增加阶段,对应于流域降水西北部少东部多的分布型。

摘要：基于1950—2022年江苏省降雨和气温数据,采用eof方法分析地区降雨和气温的时空分布特征。结果表明,73年间江苏年均降雨呈整体一致性,高值区位于宁镇扬中部及常州、无锡等地区;地区气温变化趋势整体一致性较高,江南和江北地区的差异逐渐缩小;地区降雨及气温变化与城市化关系密切。江苏省整体降雨量近73年呈减少趋势,气温呈逐年上升趋势,城市化改变下垫面、产生热岛效应影响降雨及气温变化。该研究为地区降雨和气温预测提供借鉴。

摘要：利用安徽省78个气象台站1971～2010年能见度和相对湿度资料,统计出历年各站霾发生日数并分析其时空分布特征,通过历年霾日数变化趋势、eof分析等方法对安徽省近40 a霾的气候变化特征进行分析.结果表明：安徽省霾日数存在显著的增多趋势;霾高发期在秋冬季,1月更是一年中霾发生最多的月份;5～6月是霾发生的次高峰,6月的极重霾为全年中最多;白天出现霾的几率高于夜晚,早上8时是一天中最容易出现霾的时刻.安徽省霾年平均日数的空间分布很不均匀,平原多于山区,主要城市及周边地区的年平均霾日数较多,山区很少;沿淮淮北的极重霾日数最多.2007年前后霾的年平均日数达到40 a来的最高值.霾日数eof前4个模态累积方差贡献为79.3％,说明安徽省绝大部分地区霾日数随年代的变化都是呈增长趋势;时间系数表现为明显的年代变化,以3～4 a周期震荡增长为主.

摘要：采用鄱阳湖流域13个气象站点1958-2018年的气象资料,计算不同时间尺度标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI),结合M-K检验、小波分析方法、经验正交函数分解(eof)和干旱评价指标等方法,分析了鄱阳湖流域61年来干旱的演变趋势和周期变化规律,讨论了干旱特征与多变量ENSO指数(MEI)的关系。结果表明:SPEI年际变化在1967年发生突变,由干转湿,春季整体干旱趋势最显著,夏季次之,秋、冬两季仅在局部地区有干旱趋势;流域干旱强度呈不明显轻微上升趋势,主要以轻旱和中旱为主,干旱发生范围主要是全流域干旱与局部性干旱;eof结果表明第一空间模态干旱变化在空间分布上具有一致性的干旱的情况,第二空间模态以28°N为分界,由南向北呈纬向分布逐渐增加;小波分析的结果表明鄱阳湖流域26~32年尺度范围内存在着干-湿-干交替的周期变化,MEI在1977年和1999年发生冷暖位相的相互转变,MEI、降水、气温年际变化整体呈现冷-暖-冷趋势;MEI和SPEI存在正相关关系,即MEI暖相位时,存在湿润趋势,反之则出现干旱。

摘要：为研究我国寒潮关键区冬季气温时空分布特征,利用寒潮关键区1980~2013年冬季年平均气温资料,采用一元线性方程、5年滑动平均、EMD经验模态分解、eof正交函数分解等方法分析了冬季气温变化规律。结果表明,寒潮关键区冬季气温在波动中逐年递减,每10年减少约0.24℃,且在2005年之前冬季气温相对较高;寒潮关键区冬季年平均气温具有3、5~10、20年三种时间尺度的演变周期;寒潮关键区冬季年平均气温具有全区域一致性、西北-东南型、西南-东北型的分布特征。研究结果为分析寒潮天气提供理论基础。

摘要：为了分析辽宁省水文干旱的时空特征,文章采用eof分析了径流量Z指数的空间分布型,利用小波分析方法对其时间系数进行了周期分析。结果表明:第一模态空间型为全省一致的正值区;第二模态空间型为东部与西部相反的旱涝态势;第三模态空间型为南部和北部相反的旱涝态势。三个模态的周期为大、中、小多种尺度相互嵌套。

摘要：为提升FPGA（Field Programmable Gate Array）高速Serdes通讯稳定性，实时监控其通讯状态，文中设计了一种基于K码控制字符的通讯协议。创建标志用户数据帧起始的动态SOF（Start of Frame）和标志结束的静态eof（End of Frame）两种K码控制字符，有利于通讯的连续性检测。创建TLINK（Transmit Link）、BLINK（Back Link）的K码控制字符，其中TLINK控制字符在Serdes的发送端进行定期发送，接收端收到TLINK控制字符后，控制本方的Serdes发送端优先输出BLINK控制字符进行应答，以建立通讯双方之间的握手关系，有利于通讯的超时和状态检测。校验独立于SOF、eof之间的用户数据，进行CRC32（Cyclic Redundancy Check32）计算，有利于通讯的误码检测。实验结果表明，该协议可实现对Serdes链路的丢帧数量、误码数量、超时数量及通讯断开时长进行准确监控，最小时间精度可达10 μs。