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基于EMD方法对冬季极端气温的初步分析摘要：采用每日最高（低）气温的历史同期序列的分位数作为该日的极端高（低）温阈值，运用经验模态分解方法（EMD）对内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗1971-2010年冬季极端高（低）温频数进行了初步分析。结果表明，杭锦后旗冬季极端高温、低温频数序列都与平均气温的相关性显著，极端高温频数主要存在准3年周期振荡，极端低温频数主要存在准6年的周期振荡。引言近年来，极端天气的变化已经引起了全世界的普遍关注。极端天气事件是指某一地点或地区从统计分布的观点看不常或极少发生的天气事件。目前，国际上分析研究极端气候事件的变化特征常用的方法是定义与极端事件相关的代用气候指数，在定义与极端气温有关的代用气候指数时，不同研究人员针对不同地区的研究，可能采取不同的定义方式。例如对“极端高温”的阈值，邓自旺等⑵定义阈值为35摄氏度;张宁［3］等定义阈值为逐年（季）日最高气温序列的95%分位数值。本文所讲的发生极端高温（低）事件是指某日最高（低）气温超过了某个阈值。阈值的确定是基于每日最高（低）气温的历史同期序列。本文主要的研究目的是分析极端高（低）温发生频数的主要周期变化，以期寻求其内在变化规律。1998年Huang等［4］提出一种新的分析非平稳、非线性数据的信号处理方法-经验模态分解（empiricalmodedecomposition，EMD）方法。它将非平稳信号按不同尺度的波动或趋势分解成若干个本征模态函数（1乂尸）分量及一个趋势分量的线性和。不同的IMF分量是平稳信号，具有非线性特征，也具有时间上的局域化特征。自EMD方法被提出以来，其在研究和应用领域都获得了广泛的关注。本文选取内蒙古自治区巴彦淖尔市杭锦后旗气象站近30年气温资料，试图用EMD方法分析该地区在1971-2010年冬季发生的极端气温事件频数的主要变化周期。1定义、数据来源和方法定义日高（低）阈值：每日最高（低）气温的历史同期序列的第95（5）个百分位数。数据来源本文选取巴彦淖尔市杭锦后旗站进行研究。该站点位于内蒙古自治区巴彦淖尔市中部，采用1971-2010年共40年冬季每日最高气温、最低气温和平均温度，冬季定义为当年的12月至翌年2月。数据处理先求出每日的日高阈值，日低阈值。再求出每年冬季极端高温事件、极端低温事件发生的频数。最后通过EMD方法进行分解。2结果与分析本节将主要通过EMD方法对杭锦后旗气象站出现的极端气温频数序列进行分解，进而得到一系列的IMF分解元。然后通过对每个IMF分解元进行周期分析。止匕外，本文还通过t检验，简要分析极端气温频数的线性趋势，以及与年平均气温序列的相关关系。2.1极端高温频数杭锦后旗站的冬季极端高温事件频数和冬季平均气温的相关系数达到0.63,超过0.49,通过0.001显著性水平检验，说明杭锦后旗站冬季的极端高温频数受冬季平均气温的影响较大。匕匕外，杭锦后旗站极端高温频

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