海水溫度預報是海洋預報組成中的重要一環(huán),要了解海洋中的動力場,溫度場是個先決條件,同時它是認識和研究海洋生物以及地球的物理化學過程的一把鑰匙,是大氣和海洋預測預報系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)。本文利用統(tǒng)計預報(即根據(jù)統(tǒng)計學原理用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的方法所作的預報)方法中的相似預報方法,通過在歷史數(shù)據(jù)中尋找與當前預報因子相似的年份經(jīng)過預報模型來進行海水溫度的逐點預報,預報時間長度為一個月。首先,分析總結(jié)了統(tǒng)計預報的基本原理和方法。相似判據(jù)作為相似預報的關(guān)鍵,對預報結(jié)果有著舉足輕重的作用,因此本文重點分析了常用的相似判據(jù)——海明距離、相似量和相似離度,并通過簡單的樣本數(shù)據(jù)分析比較了三種判據(jù)的性能,結(jié)果表明相似離度法在相似性選擇上更優(yōu)。其次,對海水溫度特性進行了深入研究�；贜OAA的海表溫度數(shù)據(jù)集,對海水溫度的特性和相似性進行了分析,分析結(jié)果表明在海水溫度歷史數(shù)據(jù)中具有變化趨勢相似的年份,能夠進行相似預報。同時,基于相似性分析的海水樣本數(shù)據(jù),計算分析了海明距離、相似量和相似離度三種判據(jù)對相似海水溫度樣本間的選擇能力,結(jié)果表明相似離度方法相比于海明距離和相似量方法,在海水溫度樣本間的‘形’和‘值’相似方面具有更優(yōu)地選擇能力,確立了基于相似離度方法來建立相似預報模型的思路。再次,建立了基于相似離度的海水溫度逐點預報模型,設(shè)計了預報數(shù)據(jù)偏差訂正方法。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)2016年2-12月南海海域海水溫度相似預報試驗,對影響預報結(jié)果的不同因素以及不同月份預報結(jié)果進行了分析。試驗結(jié)果表明,在選擇預報量前10天數(shù)據(jù)來做預報因子進行相似比較、選擇所有年份數(shù)據(jù)進行加權(quán)集合平均預報時效果更優(yōu)。同時在預報月份上,3、4、10、12月份預報數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)及誤差均能達到較優(yōu)的水平,其他月份在保持同等誤差的情況下,相關(guān)性較差,但所有預報結(jié)果均優(yōu)于氣候態(tài)結(jié)果。最后,利用本文設(shè)計的相似預報方法,對南海海域相同區(qū)域的2017年2-12月的海水溫度進行了預報,所有預報結(jié)果均優(yōu)于氣候態(tài)結(jié)果。同時,對2017年各月的預報結(jié)果進行了總結(jié)分析,分析結(jié)論與2016年各月海水溫度預報分析結(jié)論一致。試驗結(jié)果表明,利用相似預報方法進行海水溫度逐點預報是可行和有效的。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P731.31
【部分圖文】：

16圖 3.1 OISST 數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生過程第一種分析數(shù)據(jù)包含由 1981 年至今觀測的海表溫度數(shù)據(jù)，后者融合數(shù)據(jù)的年由 2001 年至今。在本文中使用的數(shù)據(jù)為第一種分析數(shù)據(jù)，即只含 AVHRR 觀

哈爾濱工程大學碩士學位論文由于從 NOAA 下載的溫度數(shù)據(jù)集為全球的 NetCDF 格式的海表溫度數(shù)據(jù)[48]，如3.2 所示，實際使用中需要選取部分區(qū)域數(shù)據(jù)來使用，為方便 MATLAB 調(diào)用，將提取區(qū)域數(shù)據(jù)存儲為 MATLAB 數(shù)據(jù)格式 mat 文件，從而得到 1982 年到 2017 年的區(qū)域溫單日溫度場數(shù)據(jù)集，區(qū)域范圍為2.875 N 22.875 N ,107.625 E 120.125 E，如圖 3所示，共包含 13149 個數(shù)據(jù)文件，為了保證預報結(jié)果，預報 2017 年溫度時，可先利1982 年到 2016 年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計出累年天平均場，也就是說，例如對于 4 月 1 日，利用 19年到2016年所有年份的4月1日的海表溫度觀測值平均出一個4月1日的平均場出來如圖 3.4 所示，依此類推，可以得到 366 個累年天平均場，然后將所有年份（也包括 20年）的逐日觀測場減去對應(yīng)日期的天平均場，得到距平場，如圖 3.5 所示（此處以 4 1 日溫度為例進行了可視化展示）。之后的相似預報均是針對這些距平場開展的。

年）的逐日觀測場減去對應(yīng)日期的天平均場，得到距平場，如圖 3.5 所示（此處以 4 月1 日溫度為例進行了可視化展示）。之后的相似預報均是針對這些距平場開展的。圖 3.2 OISST 單日全球海表溫度圖
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本文編號：2853922