短期气候预测实习报告二

南京信息工程大学实验（实习）报告

实验（实习）名称 短期气候预测实习 日期11.05得分 指导教师 系 ~ 专业 ~ 年级 ~ 班次~姓名Trichtu 学号~ 实习目的：

1. 掌握大气环流分型的基本方法－－EOF（经验正交函数分解）、

2. 用个数较少的几个空间分布模态来描述环流形势，而且又能基本涵盖环流场的信息

3. 环流场分解为正交函数的线性组合（不相关典型模态）

4. 环流场的主要空间分布结构有效的分离出来

5. 用来分解气象要素场的特征向量是由给定的气象要素场的序列本身具有的特征所规定的，而不是事先人为规定好的

实习内容：

对1月份欧亚（20-700N；40-1400E）500hPa平均高度场进行自然正交展开 (EOF.FOR)，输出EOF分析主要参数指标；绘制环流型图。

实习资料：

NCEP/NCAR 1948－2008年（61年）的500百帕月平均高度场资料

资料范围为（900S-900N,00-3600E)

网格距为2.50×2.50,纬向格点数为144，经向格点数为73

资料为GRD格式，资料从南到北、自西向东排列，每月为一个记录，按年逐月排放。

实习方法简介：

EOF功能：从一个气象场多次观测资料中识别出主要空间型及其时间演变规律。

EOF展开就是将气象变量场分解为空间函数(V)和时间函数(T)两部分的乘积之和：X=VT。

实习步骤：

1. 资料预处理（距平或标准化处理）

cccccccccccccccccc读数据

do it=1,61

do k=1,12

do j=1,73

do i=1,144

read(10)hh(i,j,k,it)

enddo;enddo;enddo;enddo

write(*,*)'read data ok'

cccccccccccccccc 处理数据 从hh到h的转换，再从h到f的转换

do it=1,61

do j=1,21

do i=1,41

h(i,j,it)=hh(i+16,j+44,1,it)

enddo

enddo

enddo

do it=1,61

do j=1,21

do i=1,41

f(21*(i-1)+j,it)=h(i,j,it)

enddo

enddo

enddo

2. 计算协方差矩阵

3. 用Jacobi方法计算协方差矩阵的特征值与特征向量

4. 将特征值从大到小排列

5. 计算特征向量的时间系数

6. 计算每个特征向量的方差贡献

7. 结果输出

输出的eof.txt：

EIGENVALUE AND ANALYSIS ERROR

H LAMDA SLAMDA PH SPH

1 11844.33105 11844.33105 0.22552 0.22552

2 11124.51270 22968.84375 0.21181 0.43733

3 4 5 6 9327.01270 32295.85547 5934.51562 38230.37109 3124.63110 41355.00391 2463.64844 43818.65234 0.17759 0.61492 0.11299 0.72791 0.05949 0.78740 0.04691 0.83431

7 2322.31592 46140.96875 0.04422 0.87853

8 1282.84216 47423.81250 0.02443 0.90295

实习结果：

第一空间场和时间序列：

第一特征向量场表征亚洲西部高空脊发展或位于青藏高原的低值中心的发展，第一特征向量场的方差贡献为22.5％。如果对应的时间系数为正，则对应的青藏高原的负距平要加强；反之，时间系数为正时，该中心要减弱。

第二空间场和时间序列：

第二特征向量场表征位于乌拉尔山的槽的发展或位于日本海的脊的发展，第二特征向量场的方差贡献为21.1％。如果对应的时间系数为正，则对应的乌拉尔山的正距平要加强；反之，时间系数为正时，该中心要减弱。

第三空间场和时间序列：

第三特征向量场表征位于贝加尔湖至外蒙古的横槽的发展或位于欧洲上空的脊的发展，第三特征向量场的方差贡献为17.7％。如果对应的时间系数为正，则对应的日本海的负距平要加强；反之，时间系数为正时，该中心要减弱。