基于ICEEMDAN-MFDFA的广东日降水序列的多重分形特征

作者：余锐; 孙丽颖; 王敏; 张兰^*; 侯灵

来源：水利水电技术(中英文), 2023, 54(02): 85-95.

DOI：10.13928/j.cnki.wrahe.2023.02.008

• 多重分形
• 日降水序列
• 气候波动
• ICEEMDAN
• MFDFA
• 降水
• 气候变化
• 全球变暖

【目的】降水时间序列是典型的非平稳、非线性时间序列，在全球变暖的背景下呈现出明显的复杂波动特征。通过全面考察广东日降水序列的分形特征，为有效应对区域水旱灾害风险提供参考。【方法】引入改进的自适应噪声完全集合经验模态分解(ICEEMDAN)方法改善传统多重分形去趋势波动分析(MFDFA)方法在去趋势过程中的不足，利用ICEEMDAN-MFDFA方法得到1973—2021年广东日降水序列的多重分形结果。【结果】结果显示：广东日降水序列具有复杂的多重分形特征，多重分形谱表现为右偏、左勾状，Hurst指数小于0.5;各项多重分形谱参数呈现阶段性上下波动特征，谱宽、不对称指数、谱端高差和Holder指数的极值分别达到1.00、-0.72、1.01和0.12;降水序列的多重分形谱宽与谱端高差、不对称指数与Holder指数两两之间有着密切的联系。【结论】结果表明：降水序列内部演变的波动行为具有长程相关性，表现为反持续性；日降水对小幅度的局部气候波动较敏感，且有增大的趋势；当降水复杂性越强时对应着日降水增大的态势越明显，当多重分形谱的右偏程度越弱时其精细结构越丰富；与传统方法相比，ICEEMDAN-MFDFA方法可以有效提高降水序列多重分形结果的可靠性和稳定性。

• 单位
  广州市气象台; 韶关市气象局