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青岛气温异常与全球海表温度异常的相关分析

作　者: 王伟
导　师: 李洪平
学　校: 中国海洋大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 青岛气温海表温度相关性
分类号: P732.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

在全球变暖日趋加剧的今天，陆地的气温变化一直是大气学研究的一个重点。由于气温的变化原因复杂多样，不同区域的气温变化原因不尽相同，所以气温变化的可预测性研究和影响区域气温敏感因子的变化特征以及两者的相关性一直是该领域研究的一个重点和难点。青岛气温影响因素多种多样，与全球海表温度是否存在可作为预测依据的相关性，至今没有得出任何肯定的结论。研究发现，海气相互作用对青岛气温系统的影响绝不仅仅局限于厄尔尼诺区域。青岛气温异常与海表温度异常的关系也不仅仅局限于太平洋或其它某一特定海域。因此，十分有必要从全球范围的海表温度异常对青岛气温可能产生的影响作进一步的诊断研究。本文利用国家160站的青岛气温资料和ERSST海表温度资料对青岛气温异常与全球海表温度异常进行分析，采用奇异谱算法研究了青岛气温和全球海表温度的趋势和周期性变化，并利用AR模型算法对青岛气温异常进行预测。研究发现：在近30年青岛平均气温显著提高，利用奇异谱主成分分析法重构气温异常序列，拟合率达到0.7497，经分析得出青岛气温异常存在6年半、2年、1年和3、4个月的主要周期；利用3个不同长度的时间序列采用AR模型实验预测了2009年1月-2011年12月的青岛气温异常，实况序列与重构序列的最高相关系数达到0.9453，收到了很好的预测效果；并利用此种方法将未来3年的青岛气温异常进行了预测。通过研究全球海表温度的相关数据，发现全球平均海表温度在近61年呈波动上升趋势，利用奇异谱主成分分析法重构全球海表温度异常序列，拟合率达到0.9897，经分析得出青岛气温异常存在4年半、3年半、2年半、1年半、1年和9个月的主要周期；采用AR模型实验预测了2009年1月-2011年12月的全球海表温度异常，实况序列与重构序列的相关系数达到0.9306。同时，分不同的时间尺度（61年、30年、10年）研究青岛气温异常和全球海表温度的线性相关性和滑动相关性，并按自然时间序列和逐月序列两类时间尺度进行详细的分析研究。研究发现按自然时间序列的61年、30年和10年数据计算出来的线性相关和滑动相关都不足0.7，不足以作为预报青岛气温异常的参考因子，而按61年、30年和10年逐月时间序列得到的相关系数显著提高，30年数据的结果更佳，最大相关系数已达0.7880，与青岛气温异常存在很大的相关度，该点为8N、49W海域，滑动区间为17，其他月份也有大于0.7的结果生成。本文采用奇异谱主成分分析法和AR模型对青岛气温异常进行了预测，收到了很好的预测效果；采用线性相关和滑动相关两种方法，通过分不同时间尺度（61年、30年、10年）分不同时间排列顺序（自然时间顺序和逐月时间顺序）分别研究青岛气温异常与全球海表温度异常的相关性，其所得结果可以作为预报青岛气温异常的参考因子，为青岛气温异常的预报提供更加精确的参考。利用本文所得到的结论，分别具体分析相关海域对青岛气温异常的影响都将在以后的学习中做进一步研究。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-12
1. 引言  12-18
  1.1 研究背景与意义  12-13
  1.2 研究现状  13-15
  1.3 论文主要研究内容及创新之处  15-18
    1.3.1 论文整体思路  15-16
    1.3.2 论文的创新之处  16
    1.3.3 论文主要内容  16-18
2. 数据与方法  18-28
  2.1 数据说明  18-23
    2.1.1 卫星遥感资料  18-19
    2.1.2 可测得海表温度数据的卫星及传感器  19-23
    2.1.3 本文使用到的数据  23
  2.2 方法介绍  23-28
    2.2.1 资料的距平化和标准化处理  23-24
    2.2.2 线性相关分析  24
    2.2.3 滑动相关分析  24
    2.2.4 奇异谱分析  24-26
    2.2.5 AR 模型  26-28
3. 青岛气温特征与规律  28-34
  3.1 青岛气温趋势分析  28-29
  3.2 青岛气温周期特征分析  29-30
  3.3 青岛气温预测分析  30-34
4. 全球海表温度特征和规律分析  34-38
  4.1 全球海表温度趋势分析  34-35
  4.2 全球海表温度周期特征分析  35-37
  4.3 全球海表温度预测分析  37-38
5. 青岛气温异常与全球海表温度异常的相关性分析  38-56
  5.1 青岛气温异常与全球海表温度异常按自然时间的相关性分析  38-43
    5.1.1 青岛气温异常与全球海表温度异常相关性分析（1951‐2011 年）  38-40
    5.1.2 青岛气温异常与全球海表温度异常相关性分析（1982‐2011 年）  40-42
    5.1.3 青岛气温异常与全球海表温度异常相关性分析（2002‐2011 年）  42-43
  5.2 青岛气温异常与全球海表温度异常逐月相关性分析  43-56
    5.2.1 青岛气温异常与全球海表温度异常逐月相关性分析（1951‐2011 年）  43-45
    5.2.2 青岛气温异常与全球海表温度异常逐月相关性分析（1982‐2011 年）  45-53
    5.2.3 青岛气温异常与全球海表温度异常逐月相关性分析（2001‐2011 年）  53-56
6. 总结和展望  56-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  62

青岛气温异常与全球海表温度异常的相关分析

内容摘要

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