[发明专利]一种年轮式自然环境温湿度耦合谱表征方法

权利要求书

1.一种年轮式自然环境温湿度耦合谱表征方法，其特征在于：

沿着平面极坐标的极轴方向划分多个不同半径的同心圆，极坐标原点为圆心；

以相邻同心圆之间的半径差值表征同一地区不同时段的温湿度耦合量值；

以同心圆的半径表征同一地区不同时段的温湿度耦合累积总量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

(1)、将平面坐标系及各种任意平面坐标系转换成柱坐标或者极坐标，以代替平面坐标；将平面直角坐标下的序贯时序，转换成为极坐标方位的相位角；

(2)、极坐标下，采用分为24个扇区，各时刻对应一个扇区，每时刻对应15度扇区，圆周一圈与自然24小时循环对应，逆时针或顺时针依序排列；

(3)、沿着极轴方向划分四层同心圆，分别表示春夏秋冬四季。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤包括：

第1步，依序测定并记录某特定环境、各时段的温湿度因素数据，r为绝对湿度，H为相对湿度，t为摄氏温度，T为绝对温度，x为时间，η为总记录周期,n为贮存期内单环境因素的总数据样本量(连续监测次数)；测量某地区一完整自然年不同时刻的温度值、湿度值，并记录各自对应的时间刻度；

第2步，以平面坐标系记录表示如下：

各时刻的温度表示为

各时刻的绝对湿度表示为

观测时刻表示为x＝(x₁，x₂，x₃，x₄，...x_n-1，x_n)

第3步，采用柱坐标绘制环境当量的年轮谱，将温湿度耦合当量内涵通过图示的方法直观呈现出来，通过确定环境当量累积过程中的变量时间相位变化参数，基于因素间的基础物理关联以及时间维度的时相关系的把握，根据年轮由内向外渐增累积的原理，建立划分极坐标，调整并标定合适的坐标刻度；

(1)将时序进行相位角化，以起始点位为极点，极角为0；

(2)平面坐标下，采用24小时等分，与自然24小时循环对应；

第4步，计算获取环境温度、湿度变化历程的温湿度耦合值：

(1)分别利用温湿度耦合当量计算公式(Ⅰ)求出个各时刻温度湿度的耦合值，仍保持对应到相应的时序；

式中,

T—贮存环境绝对温度，开氏温度，K；

H—为相对湿度，％；

r—绝对湿度；

H₁、H₂、H₃……H_n为不同时段的相对湿度，T₁、T₂、T₃……T_n为不同时段的热力学绝对温度，273.15为摄氏度与热力学绝对温度的差值；

X_i—为温湿度读取时间(刻)；

i—下标，对应的读取时刻间隔次数(0＜i≤n)；

ΔX_i—为任意温湿度读测时间(刻)与上次读取测的时间间隔长度，当等间隔读取时，ΔX_i＝ΔX₁；

A—指前因子,取0.050≤A≤0.058；

k—指前因子,取0.60≤K≤1；

η—贮存期，小时；

n—贮存期内单环境因素的总数据样本量(连续监测次数)，总的样本数量为n＝η/ΔX_i；

P_i—温湿度瞬时谱密度；

W_n—温湿度随时间的物理耦合值，数学意义为温湿度随时间的卷积分；

(2)分别计算温度湿度的耦合值与时间长度的比值，获得温湿度耦合谱密度值；

根据公式P＝W_n/η计算生成环境谱密度随时间变化的环境谱，依次求出各时间相位下对应累积的温湿度耦合谱密度；

第5步，形成环境温度、湿度变化历程的温湿度耦合过程轨迹：

依照自然时序将各耦合谱密度值代入极坐标点，表征温湿度随时间非线性耦合进程，形成如同年轮逐渐增长的环境温湿度耦合累积量值，相应的环境因素的强度可用“谱密度”描述，类似于年轮的疏密间隔；

(1)将平面坐标系及各种任意平面坐标系转换成柱坐标或者极坐标，以代替平面坐标；将平面直角坐标下的序贯时序，转换成为极坐标方位的相位角；

(2)极坐标下，采用分为24个扇区，各时刻对应一个扇区，每时刻对应15度扇区，圆周一圈与自然24小时循环对应，逆时针或顺时针依序排列；

(3)沿着极轴方向可以划分四层同心圆，分别表示春夏秋冬四季。