基于空间场的突变检测方法及其在电离层TEC变化中的初步应用

发布时间：2020-04-08 23:50

【摘要】：自上世纪60年代中期突变理论创立以来,突变检测的技术和方法在数十年间获得了迅速发展和广泛的应用。对空间天气和气候系统突变现象的研究也随之展开。快速准确的突变检测,有助于人们正确认识气候系统变化、预测其未来演变趋势,具有重要的理论和经济价值。现有各种突变检测技术,以大量的长期观测时间序列为基础,检测结果具有很大的时间滞后性。对多维空间场的突变检测,仍停留在单点检测的水平,并未考虑真实系统(如气候系统)中各子系统间的空间关联。因此,本文从空时分布系统演变过程中的空间关联出发,提出空间场的突变检测方法,分别用二维去趋势波动分析方法和二维重标极差分析方法定量计算出二维场的长程相关性,从而检测出系统的突变。基于两种空时分布动力学耦合模型的测试结果表明,二维去趋势波动分析法和二维重标极差分析法都能有效地检测出这些系统演化过程中的突变行为。在此基础上,利用二维去趋势波动分析方法,研究了全球电离层电子浓度总含量(TEC)的变化,定量表征了全球电离层TEC逐日、逐月相关性的变化特征,及其对磁暴事件的响应行为。本文提出的空间场突变检测方法包含了原来单点时间序列中未考虑的空间关联信息,可以有效缩短突变事件的检测时间,有利于人们更快更好地应对空间天气和气候突变所带来的新挑战。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P352

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