温度预测模型研究

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1、温度预测模型研究1绪论111.1研究目的和意义111.2目前国内外研究发展现状121.3本文的研究内容及研究方法131.3.1本文的研究内容141.3.2本文的研究方法141.3.3本文所使用的软件-MATLAB151.4本章小结152南海概况及数据源162.1南海概况162.2南海海表温度概况162.3海表温度数据的来源及特点182.3.1数据说明182.4本章小结183时间序列预测方法193.1移动平均法203.2差分指数平滑法203.3自适应滤波法213.4季节性预测与ARMA预测21本节将重点介绍ARMA预测模型。213.4.1季节变动预测法213.4

2、.2ARMA模型的实现原理223.5本章小结244实际处理及分析244.1温度数据的获取244.1.1区域分割244.1.2子区域合并25图4.1.3子区域合并图264.2南海海表温度数据的EEMD分解264.2.1集合经验模态分解264.2.2海表温度数据的EEMD分解284.3海表温度实际数据的时间序列预测模型294.4海表温度分解数据的时间序列预测模型341绪论海洋表面温度和陆地表面温度一样都是地球表面能量平衡当中的重要参数,想而然知它们在地球表面和大气相互作用的过程之中起着重要的作用[5]。近年来海洋表面温度成为社会关注的焦点，不仅是因为海洋表面占地球

3、表面的绝大部分面积，更是因为海表温度对海洋生物，全球温度有着不可忽略的影响。进而，海表温度时间序列的预测模型研究成为了温度预测的重点项目。1.1研究目的和意义海洋表面温度对于海水来说，就是一个占据着重要地位的理化性指标，也是一个衡量海洋水热量的重要指标。然而，海洋表面是直接接触空气的，大气温度的无常变化都会迅速影响到海洋表面水温度的变化。海水温度每日通过海洋表面的海水向处于海洋下层的海水传达能量，然而这种影响最大深度也不会超过50米。可想而知，海表资源的复杂性给我们在研究上提供了丰富的、多方面因素的海洋信息。海洋表层温度的变化，不仅仅能够决定海洋表层生物的生存

4、环境，进一步地会影响人类经济社会的发展，所以对海表温度的预测模型的研究是非常有必要。大家了解室温气体能溶于海洋表面的海水中，而海表面积与全球表面积之比超过2/3，根据理论分析，这样能够大大地缓解温室效应，但是超过一定的限度后，海表海水达到了饱和状态，海水热量上升，海表不再溶解温室气体，那样不断排放的温室气体继续在大气中积累，从而导致全球气温不断地上升。所以海表温度不仅仅是海水热量的重要衡量标准，它也是一个全球气温变化重要的借鉴指标。准确获取海表温度的时间和空间分布规律对应用价值和科学研究具有十分重要的意义。南海加上南海的岛屿全部落在北回归线以南，比较接近于赤道

5、，是非常典型的热带地区，同时是全球大气的主要热量来源之一，可想而知它是大气加热源。南海位于一个重要的海域位置，以致于它与大气大尺度作用，成为一个较为敏感的地区。大气运动的随机性比较大，大气会因为太阳热能，季节性气候，温室气体容量等因素的变化而导致海南表面温度的变化。通过对南海表面温度场的研究和预测，能够有一定效率地提高海气作用和全球气候以及气温上升的分析研究。南海的气候特征：终年高温、雨量充沛、季风明显、夏秋两季还常常受到台风的影响。如此之多的南海研究信息，信息之多面因素，对于海洋表面温度的预测是非常关键的。不仅仅靠着南海的个方位研究信息，我们还需要了解邻近海

6、区海温异常情况，对邻近海域大气以及海表热量进行深入的分析。因此对于南海海温的年度性变化、季度性变化的研究和预测，可以了解和掌握我国未来气候异常的走向和趋势，这是一件非常有意义的事情。1.2目前国内外研究发展现状在全球气温日渐变暖的这个大环境中，必然的全球海洋表面温度（SeaSurfaceTemperature）也受到了影响，会相应地有一定程度的提升。2014年10月17日报道，联合国政府气候变化专门委员会（IPCC）指出，如果就像目前一样，不断地制造和排放室温气体，等到这个世纪末，这个地球的平均气温将会上浮4.8摄氏度。南海位置在亚洲的东南部，是一个半封闭的深

7、水海盘，这种深水海盘是地球上非常稀有的海洋地形，对它的情况进行研究，是非常有利于我们国家制定相关的环境保护措施，对下一步揭示中国近段时间海洋环境变化，还有海洋温度对大气造成响应的这一个过程，作为世界性的问题起非常着重要的作用。大量数据能够显示，全球气温不断上升，海水平均温度也随之升高。Bindoff等指出，从1961到2003年700m海温升高了0.1°C。王绍武等科学家指出了百年来全球气候变暖的变化率为0.5°C/100a，并研究得出了中国气候的异常变化与全球气候变化之间的密切关系。[6]而汤明义等科学家在1951年到1988年间，将各个站定点实测所获得的海

8、洋海水的温度数据进行了相关分析，得到东