[发明专利]一种判断北冰洋表层环流变化状况的方法

权利要求书

1.一种判断北冰洋表层环流变化状况的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取北冰洋海域a年月平均海平面高度数据；

步骤2、将步骤1的北冰洋海域a年月平均海平面高度数据进行经验正交函数分解EOF，分解后得到第一～第四模态以及这四个模态对应的北冰洋海域a年逐月平均海平面高度的空间分布和时间序列；

步骤3、将步骤2得到的第一、二模态对应的时间序列进行小波分析，得到北冰洋海域海平面高度周期变化的小波图；

步骤4、获取北极涛动指数AO数据；

步骤5、对步骤2得到的第一模态对应的a年逐月平均海平面高度的时间序列与北极涛动指数AO数据对应的时间序列进行相关性分析，得到相关系数；根据相关系数得到引起北冰洋表层环流的变化的因素及其变化的状况；根据步骤3得到的小波图得到北冰洋表层环流的周期变化情况。

2.根据权利要求1所述的一种判断北冰洋表层环流变化状况的方法，其特征在于，步骤2包括：将北冰洋海域a年月平均海平面高度数据根据如下公式进行经验正交函数分解：

p＝1,2,…,m；q＝1,2,…,n

其中，X为北冰洋海域a年月平均海平面高度数据矩阵，m为X的网格点，n为时间点，x_pq为X中第p行第q列的数值；将X分解为时间函数Z和空间函数V两部分，以此对北冰洋海域a年月平均海平面高度数据矩阵进行正交展开；

X＝VZ

整个X分解为m个矩阵相加的形式：

其中，v_pq为V中第p行第q列的数值,z_pq为Z中第p行第q列的数值。

3.根据权利要求1所述的一种判断北冰洋表层环流变化状况的方法，其特征在于，步骤3小波分析包括

Morlet小波函数Ψ(t)：

其中，t为时间，e为自然底数，i为虚数单位，ω₀是无量纲频率；

小波系数ω_f(a,b)为：

其中a为伸缩尺度参数；b为平移尺度参数；f(t)为北冰洋海域a年月平均海平面高度的第一、二模态时间序列构成的信号；为对f(t)进行的平移与伸缩综合尺度；R为实数集合，为小波基函数；

小波方差Var(a)为：

Var(a)＝∑[ω_f(a,b)]²。

4.根据权利要求1所述的一种判断北冰洋表层环流变化状况的方法，其特征在于，步骤5中相关系数r(M,N)包括

M、N分别为北冰洋a年月平均海平面高度第一模态对应的时间序列和北极涛动指数，Cov(M,N)为M与N的协方差，Var(M)为M的方差，Var(N)为N的方差。