基于经验模态分解和小波分解估算海气通量涡相关计算中的截断时间尺度

摘要

基于时长38天的海表风场实测数据,应用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和小波分解(Wavelet Decomposition,WD)这两种数据处理方法首先对涡相关法中的截断时间尺度(Cutoff Time scale,CTS)进行估算,结果显示:基于EMD与WD方法估算出的CTS一般都在40秒左右(EMD的结果略小),远远小于传统涡相关法中CTS的取值(固定为10分钟),且EMD和WD的使用使得每一段数据都能够根据自身的湍流特点而获得合适的CTS;EMD方法和WD方法有效的去除了计算结果中的非湍部分,且对通量传输方向的刻画也更加合理,极大提高了通量的计算精度,所得通量与传统方法计算的通量偏差平均值高达45％;研究还对EMD和WD的优缺点进行了对比分析,结果表明EMD相比于WD有更高的自主性,而WD对信号的分离程度则更高.