杜娟 1,2欧阳文言 1刘春琼 3,*吴波 1[ ... ]史凯 3
作者单位
摘要
1 吉首大学数学与统计学院, 湖南 吉首416000
2 洪江高新技术产业开发区 (洪江市) 管理委员会, 湖南 怀化 418000
3 吉首大学生物资源与环境科学学院, 湖南 吉首416000
为定量研究短周期高强度旅游活动对城市空气质量的影响,提出一种综合集合经验模态分解和去趋势互相关分析的模型 (EEMD-DCCA),研究了2015年张家界市武陵源景区旅游人数的变化对大气NO2浓度的影响。首先,通过EEMD方法,获得武陵源景区旅游人数与城市空气中NO2浓度的高频分量;进一步,通过DCCA方法研究旅游人数高频分量和NO2浓度之间的相关性。结果表明,两组旅游人数高频分量与NO2浓度之间均呈正相关性,且具有长期持续性特征,这意味着短周期节假日旅游人数的剧增会持续影响未来一定时间尺度内大气NO2浓度的变化趋势。在武陵源景区的研究表明所提的分析模型可以为定量评估旅游活动对自然景区空气质量的影响提供新的研究途径。
旅游 NO2 集合经验模态分解法 去趋势互相关分析法 长期持续性 tourism NO2 ensemble empirical mode decomposition detrended cross-correlation analysis long term correlation 
大气与环境光学学报
2023, 18(1): 36
杜娟 1,2,*刘春琼 3吴波 1张娇 1[ ... ]史凯 3
作者单位
摘要
1 吉首大学数学与统计学院, 湖南 吉首 416000
2 洪江高新技术产业开发区 (洪江市) 管理委员会, 湖南 怀化 418000
3 吉首大学生物资源与环境科学学院, 湖南 吉首 416000
为解析长株潭地区 PM2.5 演化的多尺度特征, 阐释其演化的主要动力机制, 提出了一种集合经验模态分解 (EEMD) 和多重分形消除趋势波动分析 (MFDFA) 的新模型, 研究了该区域 2015 年 1 月 1 日至 2019 年 12 月 31 日 PM2.5 浓度的动力演化。利用 EEMD 方法获得了各城市 PM2.5 的高频模态以及趋势项, 趋势项结果表明 PM2.5 浓度呈下降趋势, 而 PM2.5 的高频模态反映了 PM2.5 浓度波动的非线性特征。进一步采用 MFDFA 方法对其高频累加模态进行分析, 研究表明 PM2.5 高频分量存在较强的多重分形特征。此外, 还利用相位随机替代法和随机重构法研究了其多重分形的主要来源, 结果表明 PM2.5 浓度波动在不同时间尺度内的长期持续作用是造成高浓度 PM2.5 污染涌现的主要动力因素。最后, 讨论了气象条件对其高频分量多重分形强度的影响, 结果发现, 相对于其他季节, 冬季 PM2.5 高频模态的多重分形强度更强。分析表明, 尽管该区域通过大气污染行动计划已取得积极的污染控制效果, 但在冬季, 污染物演化的长期持续动力机制对 PM2.5 高频模态的演化发挥着更加主导的控制作用, 不同时间尺度上 PM2.5 非线性长期持续动力机制导致冬季仍有高浓度 PM2.5 涌现的风险, 甚至出现更为严重的污染。本研究结果对于区域 PM2.5 多时间尺度演化动力特征的研究以及大气污染预测预警机制的建立具有重要意义。
集合经验模态分解 多重分形消除趋势波动分析 高频模态 多重分形 长期持续性 PM2.5 PM2.5 ensemble empirical mode decomposition multifractal detrended fluctuation analysis high-frequency modes multifractal long-term persistence 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 304
作者单位
摘要
1 江西财经大学统计学院, 江西 南昌 330013
2 吉首大学数学与统计学院, 湖南 吉首 416000
3 吉首大学旅游与管理工程学院, 湖南 张家界 427000
4 吉首大学生物资源与环境科学学院, 湖南 吉首 416000
针对呼吸道系统疾病与大气 PM2.5、SO2 浓度序列的相关性特征, 应用多重分形消除趋势波动分析法 (MF-DCCA), 对张家界市永定区呼吸道系统疾病患病人数与大气 PM2.5、SO2 浓度序列进行了研究。结果发现该地区呼吸道系统疾病患病人数与大气 PM2.5、SO2 浓度的相关性具有长期持续特征和多重分形特征。随后对它们相关性多重分形特征的动力来源进行了分析, 通过随机重排和相位随机处理, 结果表明在不同时间尺度上的长期持续性影响是其主要动力来源。进一步研究发现该地区呼吸道系统疾病与大气 PM2.5、SO2 浓度序列的相关性在四个季节均具有长期持续性的多重分形特征, 且夏季多重分形特征相对强于其他季节。
多重分形 呼吸道系统疾病 大气污染物 PM2.5 PM2.5 SO2 SO2 multifractal respiratory diseases atmospheric pollutant 
大气与环境光学学报
2021, 16(1): 35

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