海洋要素计算与预报上

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1、海洋要素计算与预报海洋要素计算与预报1第一部分数据预处理与统计分析方法1第一章数据预处理1一、数据质量控制11、异常数据的认定和排除12、数据系统性偏差的检查和修正1二、不规则空间分布数据网格化11、数学插值法12、网格统计法2三、要素统计特征31、要素数据标示32、均值与距平33、平均差34、方差35、协方差与相关系数36、自协方差与自相关系数37、落后协方差与相关系数48、经验分布4第二章谱分析5一、Fourier变换与谱分析5二、功率谱估计6三、交叉谱分析7第三章经验模态分解8一、前言8二、EMD计算方法与

2、IMF分量9三、EMD方法中存在的问题111、EMD方法在处理间歇信号时的不可分问题和产生的模态混合问题112、EMD分解方法的边界问题15四、应用实例171、SST资料处理172、海平面数据处理17第四章回归分析18一、一元线性回归191、一元线性回归模型192、一元线性回归的方差分析19~53~海洋要素计算与预报3、回归方程的显著性检验204、预报值的置信区间20二、多元线性回归211、多元线性回归模型212、回归方程显著性检验223、预报值的置信区间22三、非线性回归231、曲线函数线性化232、多项式回归

3、23第五章经验正交函数分解23一、主成分的定义241、两个变量的主成分定义242、多变量的主成分定义25二、主成分的导出26三、主成分的性质27四、主成分的计算28五、经验正交函数分解(EOF)28六、时空转换29第六章最小二乘法潮汐调和分析与潮汐特征值30一、分潮与潮汐调和常数30二、最小二乘法潮汐调和分析方法321、任意时间间隔观测序列的方程组导出322、等时间间隔观测序列的方程组系数343、Fourier系数的计算354、天文变量与调和常数计算36三、潮流调和常数与潮流椭圆要素42四、潮汐性质与潮汐特征值4

4、31、潮汐性质432、潮汐特征值433、平均海面、平均海平面与陆地高程，海图深度基准面与海图水深45（4）海图深度基准面与海图水深45第七章海浪数据分析48一、去倾向和去均值处理48二、从波面高度序列中读取海浪的波高和周期481、跨零点波高、周期定义48~53~海洋要素计算与预报2、极值点波高、周期定义49三、波面高度分布、波高和周期的分布，波高和周期的联合分布491、波面高度分布492、波高和周期的分布50四、各种波高计算51五、海浪谱估计521、海浪谱估计方法522、谱矩的计算523、谱的零阶矩与各种波高的关

5、系524、海浪谱的谱宽度计算525、谱峰频率与周期的关系53第二部分海洋数值预报54第一章二维浅水方程数值模式（潮汐、风暴潮数值计算模式）54一、基本方程组54二、ADI方法55第二章三维温盐流预报模式57一、POM模式57二、MOM模式57第三章海浪谱预报模式57一、文模式57二、WAM模式57三、SWAN模式57~53~海洋要素计算与预报海洋要素计算与预报第一部分数据预处理与统计分析方法第一章数据预处理一、数据质量控制1、异常数据的认定和排除观测和实验测量数据在大多数情况下，都含有一定数量的异常数据，这些数据

6、往往由于人为错误（比如：输入错误、记录笔误，多见于需人工记录的仪器观测和历史资料的数字化）和仪器工作异常（由短时强电磁干扰、仪器位置非永久性短时变动引起）而产生。此种异常数据具有以下特征：单个或短时连续、随机出现、违反数据序列的整体变化规律。可采用下列方法判别：阈值判别法：根据水文要素可能的取值范围设定相应的阈值，超过阈值的数据即可确认为异常数据或列为可疑异常数据。变率判别法：水文要素的时间变化率应在一定的范围内，并具有某种规律性。可利用这一特性对异常观测值进行判别。异常数据的处理：根据水文要素序列的特征和分析要

7、求，采取简单剔除或进行插值处理。2、数据系统性偏差的检查和修正由于观测仪器本身设计原因，在观测过程中仪器的零点发生自动漂移，由此而产生观测数据的系统性偏差，此种偏差一般具有单调性，一般可采用线性修正方法处理。由于仪器安装位置的不可恢复性缓慢变化或跳动，而产生观测数据的系统偏差。对于仪器位置缓慢变化引起的偏差，其表现形式类似于仪器的零点漂移，但情况会更加复杂，可能会具有较强的阶段性，其修正过程也更加复杂。对于仪器位置跳动所引起的偏差，一般对数据进行零点修正即可。数据系统性偏差比较难于判别，尤其当变动值较小时，只有清

8、晰了解要素的变化规律才可能加以判别。二、不规则空间分布数据网格化1、数学插值法采用数学方法根据插值点周围数据计算出插值点上的数据，从而完成数据的网格化。在已知数据覆盖范围的边缘区域，插值的可信度可能会显著下降。适用于同步和准同步大面积观测数据。~53~海洋要素计算与预报距离权重插值线性曲面插值样条曲面插值2、网格统计法在数据区域按等间距划分网格，落入网格的数据（0~N个）