[发明专利]一种基于EEOF准双周振荡实时指数的提取方法

说明书

本发明提供了一种基于EEOF准双周振荡实时指数的提取方法。所述基于EEOF准双周振荡实时指数的提取方法包括以下步骤：步骤1，将季风区的数据序列中‑a、‑b和0天滞后的设定时间段内的带通滤波的OLR距平场进行EEOF分析，得到前两个EEOF模态，其中，a＞b，且a和b均为正整数；步骤2，将包含了‑a、‑b和0天的设定时间段内的非带通滤波的OLR距平场投影到前两个EEOF模态上得到每天的投影结果，并将每天的投影结果以数据序列中一段时间内的标准差进行标准化，进而得到准双周振荡实时指数。本发明的有益效果是：所述基于EEOF准双周振荡实时指数的提取方法能够非常有效地抓到QBWO对流在西北太平洋和印度洋上西北传和北传的传播特征。

技术领域

本发明属于大气科学技术领域，具体地涉及一种基于EEOF准双周振荡实时指数的提取方法。

背景技术

准双周振荡(quasi-biweekly oscillation,QBWO)作为季节内振荡(intraseasonal oscillation，ISO)中最重要的成分之一，对于东亚夏季季风区的天气和气候系统具有非常重要的影响。目前国内外针对东亚季风区的QBWO实时指数主要有以下两个：Lee et al.(2013)提出了一个针对北半球夏季季节内振荡(boreal summer ISO，BSISO)的实时指数。他们将东亚夏季季风区(40°–160°E,10°S–40°N)的对外长波辐射(outgoing longwave radiation，OLR)和低层风场距平场进行多变量经验正交分析(empirical orthogonal function,EOF)，前两个EOF模态主要代表了30–60天向东/东北传播的BSISO信号，第三、四模态主要代表了向北/西北传播的10–30天的QBWO信号，本文将这一指数称为BSISO2指数。由于BSISO2指数采用的非滤波方法只去掉了低频信号，而天气尺度的信号并没有去除，因此BSISO2指数中包含了较多高频的天气尺度波动信号，其频谱分析中也出现更低频的30–40天的周期信号。

除此之外，Gao et al.(2016)也根据Lee et al.(2013)的方法，利用EOF方法发展了一个东亚-西北太平洋区域(90°–150°E,10°S–40°N)的实时指数，其三、四模态也代表了10–30天的QBWO信号。本文将这一指数称为EAWNP-ISO2指数。Gao et al.(2016)的方法是通过经向平均的方式去掉高频信号，因此对QBWO的经向传播信号掌握不足。

由后续的分析也可以发现，目前这两个基于多变量EOF建立的QBWO实时指数往往低估南海-西北太平洋上的10–30天对流信号，对于极端天气的监测能力也有待提高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷或问题，提供一种基于EEOF准双周振荡实时指数的提取方法。

本发明的技术方案如下：一种基于EEOF准双周振荡实时指数的提取方法包括以下步骤：步骤1，将季风区的数据序列中-a、-b和0天滞后的设定时间段内的带通滤波的OLR距平场进行EEOF分析，得到前两个EEOF模态，其中，a＞b，且a和b均为正整数；步骤2，将包含了-a、-b和0天的设定时间段内的非带通滤波的OLR距平场投影到前两个EEOF模态上得到每天的投影结果，并将每天的投影结果以数据序列中一段时间内的标准差进行标准化，进而得到准双周振荡实时指数。

优选地，得到非带通滤波的OLR距平场包括如下步骤：从原始数据中去掉低频背景场，包括年循环和前三个谐波；从距平场中减去前若干天滑动平均，去掉两周以上的时间信号；最后进行前若干天的滑动平均，去掉高频信号。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：