大气湍流的Hilbert-Huang变换分析

该文首先介绍了N.E Huang最近提出的H ilbert-Huang变换方法。该方法包括经验模态分解和H ilbert谱分析两个部分。然后使用该方法分析了某一观测站测量得到的大气三维风速。结果表明,经验模态分解得到的主要含能模态物理意义清晰,相应的瞬时频率存在着明显的波内频率调制,这说明大尺度的相干结构控制着大气运动,同时这些相干结构在空间演化过程中存在着变形、耗散以及破碎等非线性作用。同时还发现H ilbert边际谱在更低的频率附近结束惯性子区并进入耗散区。

Hilbert-Huang变换方法在Duffing方程和圆柱尾迹流分析中的应用

本文采用N．E Huang最近提出的Hilbert-Huang变换方法分析了使用三阶Runge-Kutta方法数值求解的 Duffing方程的性质和圆柱绕流尾流特性,分解得到了有限阶经验模态(Empirical Modes)．给出了相应的Hilbert 谱。结果表明,Hilbert-Huang变换得到的主要含能模态物理意义清晰．相应的瞬时频率存在着明显的波内频率调制,很好地刻画了信号的时空局部特性。

基于集合经验模态分解和傅里叶分析的风场预测试验

采用集合经验模态分解(EEMD)和滑动傅里叶分析方法,建立了非线性气候序列的统计预测模型。针对气候要素距平场,对EOF分解得到的各模态时间系数进行EEMD分解,对得到的各IMF分量构建滑动傅里叶(Fourier)分析预报模型,提取出控制当前复杂气候信号的主要傅里叶频谱组合作为IMF分量的主要成分,即确定当前信号的主要波内频率,再将各个IMF分量和剩余项预测结果重构得到各模态时间序列的预测结果,最终通过时空重构得到预测场。将上述思想方法应用于新疆地区风场的预测试验,并采用距平相关系数(ACC),预报技巧(SS)和同号率(R)进行评估,结果表明对于区域性的风速预报,基于上述思想的算法模型能够较好地把握当前气候信号的主要变化频率,较为理想地预测了气候要素时间系数,对新疆地区风速变化的形态分布有较好的估计,使其预报时效在40侯以内均拥有一定的预报技巧,平均SS在0.5以上,36侯以内平均ACC达到0.4以上。

Numerical calculation of dispersion relation for linear internal waves

With the horizontal Coriolis terms included in motion equations and the influence of compressibility of seawater on Brunt-Vaeisiaelae frequency considered, a numerical method of calculating the dispersion relation for linear internal waves, which is an improvement of Cai and Gan （1995）, and hence Fliegel and Hunkins （1975）, had been set up. For different models （Pacific model, Atlantic model and Arctic model）, simulations using the three different methods were compared and the following conclusions were reached： （1） the influence of horizontal Coriolis terms on dispersion relation cannot be neglected and is connected with the direction of the wave celerity, the latitude, and the modes of the wave （2） the effect of compressibility of seawater in stratification is not an important factor for the dispersion relation of linear internal wave, at least for those three models, With the improved method, the wavefunction curves for the Pacific model had also been built.