非线性动力学和复杂性已广泛应用于气象、水文、地质、地貌等科学研究中。受流域自然地理条件、气候变化、人类活动等因素的影响，气候系统呈现出高度复杂性和非线性的特点, 其内部特征越来越复杂多变，这给气候系统的精确模拟和预测带来了很大困难和挑战。
地科院狄崇利老师与王铁军教授、李思亮教授以及北京师范大学杨晓华教授合作, 针对常被用来度量系统复杂性的G-P关联维数方法中无标度区选取存在自适应不强、精确度不高等问题，提出了一个基于法向K-means聚类和随机抽样一致性算法（RANSAC）的自适应关联维数计算方法。利用改进算法首次对海河流域气候系统的复杂性进行了研究，直观揭示了海河流域气象要素复杂性的空间变化规律。结果表明，海河流域气象要素的复杂性具有明显的地域性差异，降雨序列的复杂性程度表现为从西北山区向东南平原地区升高的趋势，而气温呈相反的地域性差异。分析表明，所呈现的地域性差异与东亚夏季风、西风环流等因素的影响紧密相关。
该研究可为气候系统的模拟和预测提供理论和数据支持。此项研究发表在Top期刊Hydrology and Earth System Sciences (IF=4.256)上。论文链接：https://www.hydrol-earth-syst-sci.net/22/5069/2018/
海河流域降雨和气温关联维数的空间分布规律
