利用经验正交函数绘制低频天气图的研究

摘要

Based on NCEP/NCAR1 reanalysis data and GFS model data,using empirical orthogonal func-tion (EOF)decomposition and Morlet wavelet transform to produce EOF low-frequency (LF)synoptic map.The method can adjust the LF cycle according to atmospheric own LF characteristics.Analysis showed that:EOF LF synoptic map seems better in terms of location and flow of the system’s main LF low-latitude areas critical convergence zone while Butterworth LF synoptic map is good at high latitudes LF systems.Also,we try to use GFS model forecast fields to get the next 1-10 days EOF LF forecast map to increase the extended forecast by LF synoptic maps method.%根据 NCEP/NCAR1再分析资料及 GFS 模式资料，利用经验正交函数分解及 Morlet 小波变换方法，制作 EOF 低频天气图。与 Butterworth 滤波方法提前设定低频周期不同，该方法遵从大气自身的时-频变化特征，能够及时调整显著周期，提取研究时段的主要低频振荡。跟踪分析表明：EOF 低频天气图上的低频系统的准周期性和准定常性都较为稳定，能够反映大气环流的主要特性。比较而言，在 EOF 低频天气图上，中低纬地区的主要低频系统的位置及气流的辐合区更接近实际大气的主要特征。而 Butterworth 低频图对中高纬低频系统的刻画能力更强。可综合两种低频图的特点加以利用。另外，利用 GFS模式的预报场获取未来1～10 d 的 EOF 低频预报图，将其用于延伸期预报，可增长低频天气图方法的预报时效。