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基于BP神经网络的义乌市梅雨量的预测研究

作　者: 刘丹丹
导　师: 冯利华
学　校: 浙江师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 义乌市梅雨量 BP神经网络模型逐步回归预报模型相关分析人工增雨
分类号: P457
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 28次
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内容摘要

针对梅雨量的多寡可决定水库蓄水量的多少,而有助于判定人工增雨作业时机这一现实问题,通过构建具有明确的气候背景的义乌市梅雨量BP神经网络预报模型,并以相同的预报因子所组成的历史样本,建立了逐步回归预报模型作为预测效果对比模型,对未来一年(2010年)义乌市梅雨量进行了分析和预测。主要的研究成果有：(1)义乌市梅雨总体上存在着以11a为准周期的相对丰水期、枯水期变化特征,同时也与太阳活动的22 a周期存在着对应关系。(2)义乌市梅雨量对厄尔尼诺/拉尼娜现象存在着较为显著的响应关系。(3)影响义乌市梅汛期雨量的北半球500 hPa高度场的3项因子和全球海温场的7项因子分别集中在北半球中高纬度和赤道附近太平洋中北部地区。(4)影响义乌市梅汛期雨量的500 hPa大气环流因子主要集中在北半球高纬度,从而验证了长江中下游梅雨期的持续稳定与乌拉尔山和鄂霍次克海高压脊或者阻塞高压的建立和维持密切相关；前期海温异常与义乌市梅汛期降水量具有较好的相关关系,最显著的相关区为上一年12月份至次年4月份的西太平洋暖池附近、北大西洋,上一年12月份至次年2月的赤道中东部太平洋的加纳利寒流区,以及1月份的赤道附近南印度洋海区。但作为先兆信号的前期初选预报因子如何影响义乌市梅雨量的物理过程有待进一步探究。(5)和传统的逐步回归预报模型相比,BP神经网络预报模型对义乌市梅雨量的预报具有一定优势,可利用其预报未来一年的义乌市梅雨量。最后,制定了梅雨量的分级标准和步骤,对试报效果较好的BP神经网络预报模型的预测值进行分级评定,并用预测值对梅雨量的基本等级进行修正,综合得出预测值区间。在具体业务预报中,对梅雨量分级预测需要考虑此年的周期性因素以及海气状况,即关注厄尔尼诺(拉尼娜)事件是否确实发生。(6)2010年义乌市不需要在梅雨季节时实施人工增雨,该区域天然降水量基本可满足在伏旱季节实际生产和生活用水的需要。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-19
  1.1 问题的提出及研究意义  9-10
  1.2 国内外研究进展  10-17
    1.2.1 梅雨的划分  10-11
    1.2.2 梅雨量的统计预报方法与降水分布型  11-12
    1.2.3 影响梅雨的物理因子  12-17
  1.3 研究内容及技术路线  17-19
    1.3.1 研究内容  17-18
    1.3.2 技术路线  18-19
2 研究区域概况及其梅雨特征  19-27
  2.1 义乌市概况  19-22
    2.1.1 地理位置  19-21
    2.1.2 自然概况  21-22
    2.1.3 社会经济概况  22
  2.2 义乌市梅汛期降水特征及划分  22-27
    2.2.1 入梅和出梅的时间分布  22-23
    2.2.2 历年梅雨起止日期的划定  23-24
    2.2.3 义乌市梅雨的相对丰(枯)水期的变化特征  24-27
3 厄尔尼诺(拉尼娜)现象与义乌市梅雨关系  27-31
4 数据来源与选取  31-34
  4.1 数据来源  31
  4.2 因子资料的选取与处理  31-34
5 义乌市梅汛期前期因子场的分布特征分析  34-42
  5.1 前期北半球500hPa大气环流分布特征  34-37
  5.2 前期全球海温场关键区的分布特征  37-42
6 基于BP神经网络的义乌市梅雨量的预测  42-57
  6.1 BP神经网络的原理  42-44
  6.2 输入层数据的降维处理  44-57
    6.2.1 主成分方法原理  44-48
    6.2.2 备选输入因子的选取  48-50
    6.2.3 预报模型的建构与检验分析  50-54
    6.2.4 试报及检验  54-57
7 未来义乌市雨季人工增雨时机的选择  57-61
  7.1 雨季实施人工增雨的依据  57-58
  7.2 水库实时蓄水标准  58-59
  7.3 实施雨季人工增雨时机的判定  59-61
8 结论  61-64
参考文献  64-68
攻读学位期间取得的研究成果  68-69
致谢  69-70

基于BP神经网络的义乌市梅雨量的预测研究

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