一种计算海表面温度对沿海地区降水影响的方法与流程

本发明涉及一种计算海表面温度对沿海地区降水影响的方法，属于气象监测技术领域。

背景技术：

作为气候环境的一项重要指标，降水的变化与社会经济紧密相连。降水异常会导致旱涝灾害频繁或低温、雨雪、冰冻等自然灾害，这些气象灾害还会对道路交通及植被等产生影响。同时有许多研究指出，海表面温度(sst)能够影响沿海地区的降水，因此，通过考察海表面温度与沿海地区降水的相关性对该地区降水研究具有非常重要的现实意义和科研价值。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种考察海表面温度对沿海地区降水影响的方法。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种计算海表面温度对沿海地区降水影响的方法，包括如下步骤：

步骤1：获取目标沿海地区月平均降水数据，并根据月平均降水数据计算该区域各季节降水量与年际降水量；

步骤2：获取目标沿海地区临近海域月平均海表面温度，并根据月平均海温计算各季节平均海温与年平均海温；

步骤3：根据步骤1和2的数据得到目标沿海地区各季节降水与临近海域海温相关系数分布图；

步骤4：计算由步骤3所得的与降水相关海域海温的季节性和年际变化数据，同时计算海温序列siod标准化指数；

步骤5：根据目标沿海地区降水及siod指数分析两者之间的超前滞后关系，找到相关性最显著的超期滞后时间。

对上述技术方案的进一步设计为，所述步骤3中根据下式计算目标沿海地区各季节降水与临近海域海温相关系数分布：

其中，n是x和y的样本量，sx和sy是x和y的标准差，和是x和y的平均值。

所述步骤4中利用下式计算海温序列siod标准化指数：

其中，xi为海温月、季或年数据，为数据x的月、季或年平均值，而s为x的标准差。

本发明的有益效果为：

通过本发明的方法可以获得沿海地区降水与相关海域海表面温度之间的相互关系，以达到利用海温提前监测该地区降水的目的。

本发明对各季节降水变化的提前预估具有有效判断，具有快速和简单易实现等优势，适合于实际应用。

附图说明

图1为本发明实施例的算法原理图。

图2为本实施例中沿海区域各季节降水与海表面温度之间相关系数分布图。

图3为本实施例中siod指数与降水序列的标准化指数。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示为本实施例的算法原理图，本实施例利用中国气象局气象数据中心提供的月平均降水数据以及美国海洋与大气管理局提供的月平均海温资料；选取中国东部沿海地区为目标研究区域，通过海温与该区域降水关系，以及它们的季节与年际变化，构建两要素超前滞后相关，考察海表面温度对中国东部沿海降水影响

具体步骤如下：

1、收集1979-2016年中国东部沿海地区(115°～122°e，22°～38°n)各站点月平均降水数据，计算区域平均，得到该区域456个月区域平均降水数据；收集该区域邻近海域月平均海表面温度；

2、根据研究区域，将收集到的该区域降水处理为季节平均及年平均值；同时将邻近海域月平均海表面温度处理为季节平均与年平均。分别分析海温与降水季节性变化与年际变化，考察它们的变化趋势。

3、利用相关分析，研究各季节降水与海温相关系数分布状况，得到1979-2016中国东部沿海区域各季节降水与sst之间相关系数分布图(分析之前利用matlab工具箱的detrend函数将两个时间序列变量进行去趋势处理，以消除时间趋势的影响)，其中相关关系式为：

其中，n是x和y的样本量，sx和sy是x和y的标准差，和是x和y的平均值。

4、选取上步骤所求得的与降水相关海域，对该区域求取月平均海温数据与各季节平均数据，同时利用标准化指数计算公式，计算相关海域海温序列siod标准化指数。其中siod指数计算方法为：分别对副热带印度洋海域a(55°～65°e，27°～37°s)与b(90°～100°e，18°～28°s)各月份区域平均。之后分别求取海域a和b各月的区域平均值的距平序列，然后将a区域距平序列减去b区域距平序列得到siod指数，最后计算siod指数与降水序列的标准化指数。

其中标准化指数计算公式为：

其中，xi为某年(月或季节)值，为数据x的年(月或季节)平均值，而s为x的标准差。

5、根据siod的标准化指数与中国东部沿海地区月平均降水标准化指数，分别分析它们之间1-5个月的超前滞后关系，找到相关性最显著的超期滞后时间。

图2为1979-2016中国东部沿海区域各季节降水与海表面温度之间相关系数分布图(a：春季；b：夏季；c：秋季；d：冬季)；由图可知副热带印度洋海域海温与中国东部沿海地区降水显著相关。

图3为siod指数与降水序列的标准化指数，研究发现，降水该气候序列之间存在着超前-滞后关系，且siod超前4个月与降水显著相关。这也就表明前期海温与后期中国东部沿海降水之间存在显著相关性。因此按照本发明提供的方法来考察海表面温度对中国东部沿海降水影响是可行且精确的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。