北太平洋sst(1980-1992)的eof分解及初步分析

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1、中国海洋大学海洋环境学院2008级海洋科学-13-北太平洋SST(1980-1992)的EOF分解及初步分析数据来源：本文利用来自英国气象局Hadley气候预测和研究中心的HadISST海温资料,对北太平洋（20N-80N130E-90W）1980至1992年156个月的SST进行研究,。本文选取下载了1870年1月至2011年3月的全球SST数据，数据格式为*.netcdf，分辨率为1°。以下给出了数据下载的途径和链接：①http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadisst/index.html点击页面中心处蓝色“maindatapage”：图1②ht

2、tp://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadisst/data/download.html选择SST数据下载:中国海洋大学海洋环境学院2008级海洋科学-13-图2数据处理：本文选取下载了1870年1月至2011年3月的全球SST数据，数据格式为*.netcdf,数据名为HadISST_sst.nc，截取北太平洋（20N-80N130E-90W）1980年1月至1992年12月156个月份的SST数据进行经验正交函数（EmpiricalOthorgnalFunction）分解,简记为EOF分解，得到该区域该时段的海温时空特征。在编写Matlab程序过程中，应

3、特别注意：⑴剔除与其它站点相关系数小的站点的数据~简单的认为剔除陆地和冬季结冰点的数据；⑵求距平值的协方差矩阵时，要进行逐月平均求距平，而不能是156个月的平均值，否则会导致第1模态的方差贡献率很大；⑶当变量数m远大于观测样本数n时，导致协方差矩阵mRm=(nXm’)*(nXm)的阶数较大，可先求(nXm)*(nXm’)矩阵的特征值和特征向量，再求(nXm’)*(nXm)的特征值和特征向量，这叫做时空转换；⑷M文件编写时要尽量减少循环量，提高运算速度；⑸EOF分析能够有效地体现物理场主要信息，保留次要信息，并排除外来的随机干扰。数据分析：用主成分分析(PrincipalComponen

4、tAnalysis)的方法，即PCA对结果进行分析:主成分分析是多元统计分析中一个非常重要的内容，它是一种从多个变量化为少数变量的统计方法。由于多个变量之间是相互影响的，它们之间的关系是非常复杂的，为简化分析又不损失信息，并提取它们之间相互关系的主要特征，主成分分析利用多个变量之间的相中国海洋大学海洋环境学院2008级海洋科学-13-互关系构造一些新变量，这些新变量不仅能综合反映原来多个变量的信息，而且彼此之间是相互独立的，同时是按方差贡献大小排列的。方差贡献率小的变量通常规律性很差，其实际物理意义也不清晰，因此在实际分析过程中常常视为误差量或噪声而忽略，只取方差贡献率大的变量来研究，

5、从而达到降维分析的目的。通过对相应数据处理分析，前13个主成分的累积方差贡献率占总方差的0.810567965759345，对前13个主模态的方差贡献率和累积方差贡献率列表格：方差贡献率累积方差贡献率第1模态0.21903723113803370.2190372311380337第2模态0.129138617982806760.34817584912084043第3模态0.10003867583912790.44821452495996833第4模态0.085077668857273190.5332921938172415第5模态0.059270436191500970.5925626

6、300087424第6模态0.053797585933500880.6463602159422434第7模态0.04246860600523520.688828821947479第8模态0.02870094776929610.717529769716775第9模态0.02295387272243840.740483642439213第10模态0.02111463980157790.761598282240791第11模态0.01928064776680550.780878930007597第12模态0.01631621662484160.797195146632438第13模态0.01

7、337281912690710.810567965759345图3现仅列出北太平洋前5个主模态的空间分布填色图及时间序列，并对第1和第3模态进行分析：中国海洋大学海洋环境学院2008级海洋科学-13-北太平洋第1模态填色图及时间序列图4北太平洋第2模态填色图及时间序列图5北太平洋第3模态填色图及时间序列图6北太平洋第4模态填色图及时间序列图7中国海洋大学海洋环境学院2008级海洋科学-13-北太平洋第5模态填色图及时间序列图8对第1主模态进行分