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《氣象統(tǒng)計分析與預(yù)報 經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、實(shí)驗(yàn)二經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解一、目的和要求：經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（EOF）是統(tǒng)計天氣分析中氣象要素場最基礎(chǔ)的研究模型，是必須理解和掌握的方法之一，是后續(xù)課程中許多氣象要素場的計算結(jié)果的理解的基礎(chǔ)理論，也是畢業(yè)設(shè)計和論文中的基本分析方法。該方法用個數(shù)較少的幾個空間分布模態(tài)來描述環(huán)流形勢，而且基本涵蓋環(huán)流場的信息，既能作為天氣分析模型，其方法的延拓又能作為天氣預(yù)報模型，在實(shí)際工作中也有極強(qiáng)的實(shí)用意義。通過該實(shí)驗(yàn)，深刻理解氣象要素場的統(tǒng)計模型的意義，掌握氣象要素場分析的基本方法，為實(shí)際預(yù)報業(yè)務(wù)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容：對（-，-）850hPa高度場進(jìn)
2、行經(jīng)驗(yàn)正交展開（EOF.FOR），輸出分析主要參數(shù)指標(biāo)；繪制環(huán)流型圖和相應(yīng)的時間系數(shù)序列圖，并加以分析。三、步驟：3.1熟悉資料方法3.1.1資料提供的資料為NCEP/NCAR60年（1948年-2007年）逐年1～12月的850hPa高度場資料，資料范圍為（-，-），網(wǎng)格距為2.5*2.5，緯向格點(diǎn)數(shù)為144，經(jīng)向格點(diǎn)數(shù)為73。資料為NC格式，資料從南到北、自西向東排列，每月為一個記錄，按年逐月排放，注意讀取方式以及記錄長度。本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)用NCEP/NCAR（-，-）58年（1948年-2005年）逐年7月的850hPa高度場資料，緯向格點(diǎn)數(shù)為73，經(jīng)向
3、格點(diǎn)數(shù)為37。3.1.2方法（經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解EOF）EOF（經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解）是針對氣象要素場進(jìn)行的，其基本原理是把包含p個空間點(diǎn)（變量）的場隨時間變化進(jìn)行分解。設(shè)抽取樣本容量為n的資料.則場中任一空間點(diǎn)i和任一時間點(diǎn)j的距平觀測值可看成由p個空間函數(shù)和時間函數(shù)(k=1,2,…,p)的線性組合,表示成EOF功能是從一個氣象場多次觀測資料中識別出主要空間型及其時間演變規(guī)律。EOF展開就是將氣象變量場分解為空間函數(shù)（V）和時間函數(shù)（T）兩部分的乘積之和：X=VT。應(yīng)用步驟：1)資料預(yù)處理(距平或標(biāo)準(zhǔn)化處理)2)計算協(xié)方差矩陣3)用Jacobi方法或迭代法計
4、算協(xié)方差矩陣的特征值與特征向量4)將特征值從大到小排列5)計算特征向量的時間系數(shù)6)計算每個特征向量的方差貢獻(xiàn)7)結(jié)果輸出3.2編寫程序要求編寫主程序，其中包括資料讀入，范圍截取，子程序調(diào)用。注意：EOF的資料輸入，時間場一維，空間場一維。*********************（附程序，對關(guān)鍵部分標(biāo)志出）**********************EOF程序C**********************************************************************C*CPROGRAMNOTES*C*CTHISPROG
5、RAMUSESEOFTOANALYSISTIMESERIES*COFMETEOROLOGICALFIELD*C*C**********************************************************************C*C********ParameterTable**********C*CMt===>LENTHOFTIMESERIES*CN===>NUMBEROFGRID-POINTS(orSTATIONS)*CKS=-1,SELF;KS=0,DEPATURE;KS=1,STANDERDLIZEDDEPATURE*
6、CKV=NUMBEROFEIGENVALUESWILLBEOUTPUT*CKVT=NUMBEROFEIGENVECTORSANDTIMESERIESWILLBEOUTPUT*CMNH=Minimum(Mt,N)*CEGVT===>EIGENVECTORS,ECOF===>TIMECOEFFICIENTSFOREGVT*CER(KV,1)====>LAMDA;LAMDA===>EIGENVALUE*CER(KV,2)====>ACCUMULATELAMDA*CER(KV,3)====>THESUMOFCOMPONENTSVECTORSPROJECTEDON
7、TO*CEIGENVACTOR.*CER(KV,4)====>ACCUMULATEER(KV,3)*C*C**********************************************************************PARAMETER(N=73*37,MT=58,MNH=58)PARAMETER(KS=1,KV=10,KVT=10)REALF(N,MT),AVF(N),DF(N),ER(MNH,4)REALA(MNH,MNH),S(MNH,MNH),V(MNH)c*******************************
8、****************************************
