黄河三花区间天气雷达测雨技术应用研究

采用改进窗概率配对方法以及自适应卡尔曼滤波和变分联合的方法分别对郑州和三门峡两部新一代多普勒天气雷达观测资料以及地面自动雨量站资料进行了降水反演和评估,并实现了两部雷达降水反演的拼图.评估结果表明在雷达测雨中,利用改进窗概率配对方法确定的Z-R关系反演的雷达测雨精度要优于目前国内业务雷达采用的经验关系式,而且经过自适应卡尔曼滤波和变分联合处理之后,既保持了雷达观测降水的空间分布特征,也显著提高了雷达测雨的精度.     

用数字化雷达遥测回波内部流场

贵州地处青藏高原东部斜坡，地形复杂、纬度较低，是强对流天气的多发区，冰雹、暴雨、风暴灾害给全省工农业生产带来严重危害。我们结合贵州探空站点稀少、又无多普勒雷达的具体情况，采用矩不变量和相关法，在常规天气雷达上遥测回波块内部运动，编制了能完成资料预处理、特征量计数、模式识别、流场计算、存贮、打印、显示回波场、风场、散度场、涡度场的实用软件，且程序设计汇编化、管理菜单化、结构模块化、计算表格化、数据公有化，在２４０×２４０ｋｍ２的区域（网格距为１ｋｍ）中计算回波区流场的时间仅为二分钟。理论分析和数值实验表明，结果合理。用南京气象学院多普勒雷达实测的回波资料对比，其准确率可达８０％以上，若去掉因边缘效应产生的错误风矢量，准确率可达９０％以上。使用该方法，可随时大致了解降水区内部水平流场结构，有利于中小尺度天气的监测和预报，为减灾防灾等部门提供风场、散度场、涡度场等信息。     

新疆喀什西部新一代天气雷达产品的冰雹预警指标研究

2010年以来喀什地区冰雹频繁,严重危害当地农业生产. 通过整理分析2009-2012年喀什新一代天气雷达监测资料,结合我国中东部地区基于雷达监测的冰雹预警指标,经过对喀什西部的18次冰雹天气过程中新一代天气雷达监测预警指标的分析,归纳出了喀什西部新一代雷达产品的冰雹预警指标：（1）组合反射率≥50 dBz;（2）回波顶高≥9 km;（3）云体垂直液态水含量≥20 kg·m^-2. 根据该预警指标对喀什西部2011-2012年冰雹过程进行回报预警,准确率达到84.6%. 以有详细降雹时间记录的14次冰雹过程为例,分析喀什西部基于雷达监测产品的冰雹预警时效,14次个例中冰雹预警时效平均为27 min. 选取2012年5月13日、5月23日和2013年6月18日3次强冰雹过程个例,分析冰雹出现前后喀什新一代天气雷达的连续监测资料表明：3次过程中降雹开始时间对应雷达监测值达到最大（高）值时刻;组合反射率与回波顶高首先达到预警指标,垂直液态含水量达到预警指标的时间滞后11~19 min;3项雷达产品均达到冰雹预警指标的时间比实际发布冰雹预警时间早7~17 min,喀什西部冰雹预警时效潜力可以增加到30 min以上. 在喀什西部,应用新一代天气雷达监测产品开展冰雹实时预警业务是可行的,对提高当地冰雹灾害防御能力提供了有力的技术支持.     

探地雷达空气回波特点与处理方法

探地雷达发射的电磁波在整个空间传播,存在空气中回波,空气中回波可分为以下3种：直达波、系统振铃、反射回波。直达波位于探地雷达记录的初期很小时间段,对识别地下介质反射影响不大,系统振铃和地表反射体的回波是探地雷达探地工作的主要干扰。空气中反射体的反射回波时距曲线一般有两种形式：双曲线型、线型。可以通过计算介质中电磁波波速来识别反射回波是空气中反射体形成的,还是地下介质反射形成的。应用水平背景移除、二维滤波可以有效滤除探测剖面中的水平和倾斜同向轴干扰信号;利用地下介质和空气中雷达波速进行偏移处理的资料进行对比解释可以有效提高解释的正确性。     

夏季不同天气背景和灌溉条件下绿洲地表辐射和能量平衡特征

利用2005年"绿洲系统能量和水分循环过程"野外观测实验(JTEX)资料,分析了夏季不同天气背景下的金塔绿洲小气候特征、辐射和能量平衡特征的日变化规律.结果表明:不同天气和土壤湿度背景下的辐射和能量平衡特征有较大差异.观测中发现有较大的能量不平衡差额,晴天时的能量亏损大于阴天的.     

基于最优化算法的北京市新一代天气雷达Z-R关系研究

运用最优化方法,选取北京市新一代天气雷达2007年4场降雨的基数据资料与对应的雨量计资料进行Z-R关系研究,对不同类型的降雨和不同距离范围的雷达估测点分别优化.结果表明:运用优化后的Z-R关系估测降水量的误差要比缺省的Z-R关系式直接计算出降水量的误差小得多;层状云降水的估测结果优于对流云降水的估测:距离雷达站较近的地区其估测结果优于较远的地区.     

新一代天气雷达常用产品在我国人工影响天气工作中的应用

随着新一代天气雷达的组网建设,常用雷达产品逐渐在人工影响天气（以下简称＂人影＂）工作中发挥了重要作用。如利用反射率因子产品分析降水系统的移向、移速、强度以及降水性质等特征为人影作业指挥提供参考;利用径向速度产品选择人影作业的最佳时机和部位;利用垂直积分液态水含量产品识别冰雹云并指导防雹作业;综合应用多种雷达产品建立人影...     

黄淮流域天气雷达应用系统介绍与应用分析

2009-2010年,水利部水文局引进了美国海洋大气管理局(NOAA)强风暴实验室(NSSL)开发的新一代多探测器定量估算降水系统(下称Q2),利用黄淮流域的6部新一代天气雷达,开发了水利部天气雷达应用系统(下称MWKQ2)并进行了应用试验。系统集成了雷达、自动雨量站、探空等资料,实时每10分钟自动生成格距0.01°×0.01°(1km×1km)的多种降水产品以及区域面雨量产品(1、3、6、12、24、48、72h)。介绍了该系统的组成及关键技术,重点对MWRQ2雨量估算结果与常规雨量站资料进行了对比分析,结果表明这两种方法估算雨量的一致性较好,尤其是时段区域面雨量差别较小。     

基于概率松弛标示法的冰川表面流动场计算

利用概率松弛标示法,通过检测冰川裂隙、雪丘等小尺度表面特征的位移计算冰川等非刚性物体的流动场,能够得到较高精度.首先进行了模板尺寸大小对冰川表面的敏感性分析,得出当模板尺寸大小为21×21时相关系数的分布较佳;使用了最大相关法和概率松弛标示法对冰川表面流动场进行计算,对比使用这两种方法的计算结果.概率松弛标示法以周围模板的流动方向为背景场,在候选向量集中选择与背景场一致性最强的向量作为最终结果.使用两景TM影像计算了阿克赛钦湖水系一条冰川的流动场,结果显示,冰川以3~4 m·a^-1的速度沿坡面运动,运动速度矢量平行于主流线.     

基于多普勒天气雷达的冰雹云早期识别与预警方法研究

利用C波段新一代多普勒天气雷达监测资料和探空数据,对新疆南疆阿克苏地区西部绿洲2009-2015年28个降雹个例、32个对流风暴降雹单体进行分析,把发生在该区域的暴雹单体分为弱、中、强等三种类型,并综合分析不同强度降雹单体的“初生”、“跃增”和“酝酿”三个冰雹云生命史关键阶段的空间分布、演变规律以及不同温度层之间的关系,筛选出了能够提前识别各类冰雹云的雷达回波特征参量及指标阈值,并以此作为判识因子,建立了三种冰雹云提前识别及预警概念模型,同时对其识别能力进行验证,获得了三类冰雹云80%以上的识别准确率和合适的早期识别与有效作业指挥时间提前量,为该区域强冰雹云的早期识别与有效实施人工防雹作业决策提供科学依据。     

半干旱半湿润地区洪水预报模型适用性研究

针对半干旱半湿润地区的流域特性和产汇流特点,比较了河北雨洪模型和新安江模型的模型原理和模型特性,以滦河支流老牛河流域为例,开展了洪水预报适用性研究。结果表明,河北雨洪模型的预报精度较高,更适用于半干旱半湿润地区的洪水预报。     

金沙江下游及三峡段水文气象因子演变与响应的分析

对金沙江下游及三峡段3个水文站1954~2008年径流序列和2个气象站1951~2008年降雨、气温序列运用滑动平均法和Mann-Kendall法进行趋势性检验,利用有序聚类法、均值检验法分析突变性及小波分析法进行周期性诊断,并应用Pearson法对径流、降雨和气温的相关关系进行研究。研究表明:(1)研究区径流量的年内分配不均匀性和年际变化不显著。(2)金沙江下游段屏山站的径流量呈上升趋势,并在1997年发生突变,但该区域宜宾站的降雨量呈下降趋势并在1991年发生突变;三峡段寸滩站和宜昌站的径流量呈下降趋势,分别在1968年和2005年发生突变,同时该区域沙坪坝站的降雨量呈上升趋势并在1961年和1995年发生突变。(3)径流和降雨时间序列都存在小于10a的主周期以及20a以上的次周期。(4)各水文站夏季径流量受同期降雨量和同期气温的共同影响,而秋季径流量受前期气温的影响最大。     

流速仪信号采集系统设计

介绍了流速仪检定系统的工作原理,分析流速仪信号特点和采集难点,针对流速仪信号受外界干扰信号波形复杂问题,设计信号采集硬件调理电路。针对流速仪信号周期多样性问题,对测频法和测周法进行误差分析和比较,确定在不同速度区间使用不同软件滤波的方法。通过硬件调理电路及软件滤波仿真验证,证明设计的可行性,可有效提高流速仪信号采集的精度,并在单片机平台上完成了硬件设计。     

松嫩平原哈尔滨地区地下水环境背景值分析

受自然条件及人类活动的影响,地下水环境发生了较大的变化,地下水污染问题日益引起广泛的关注。正确确定背景值对地下水污染评价十分重要。以收集的松嫩平原哈尔滨地区150余组地下水水化学样品分析数据为依据,在分析区域流场、补给径流条件的基础上,选用数理统计法和经验法求取了研究区潜水和承压水地下水环境背景值,并对地下水环境背景值进行比较。结果表明:数理统计法以自然地理环境和人类长期活动的综合作用为基础,克服了经验法的不足,可较真实地反映研究区地下水背景状况;研究区内潜水中指标NO3-、Fe、Mn和承压水中指标Fe、Mn均为高背景值指标;区内地下水环境背景值与人类活动、地下水的补、径、排和沉积环境条件具有密切的关系。     

岩溶泉流量衰减曲线分析

由于岩溶含水介质的强烈非均质性和各向异性,如何有效认识岩溶含水层内部的水文地质特征为研究难点之一,岩溶泉衰减曲线分析为认识岩溶含水层的一种有效手段。总结了目前广泛用于泉流量衰减曲线分析的几种常见方法,主要包括指数型衰减、非指数型衰减分析方法以及综合型的衰减曲线分析方法,讨论了管道可能对泉流量衰减曲线的影响,最后提出了今后对岩溶泉流量衰减曲线分析拟解决的一些关键问题。     

TRMM卫星降水数据在小尺度流域的评估与应用

选取史灌河流域上游黄泥庄站以上集水区域为研究流域,以地面站点观测为基准数据,评估TRMM 3B42V7版本卫星降水数据的精度,并采用上述两种降水数据驱动栅格型新安江模型,模拟黄泥庄站日径流和月径流过程。结果表明:2001~2010年TRMM 3B42V7降水数据与雨量站数据累积量的偏差不大,仅为1.71%,但相关系数较低,采用TRMM降水数据模拟的日径流能基本再现黄泥庄站的日径流过程,但对洪峰的模拟精度较低;TRMM月降水数据精度较高,相关系数为0.96,能够较为精确地模拟黄泥庄站的月径流过程。     

隧洞拱冠砂土位移与破坏的离心模型试验研究

通过离心模型试验,对隧洞拱冠以上地层位移与隧洞内支护压力的关系及临界支护压力进行了研究。结果表明：在砂土中开挖隧洞,由于砂土抗剪强度的发挥,隧洞拱冠以上砂土在远小于原位上覆土压力的支护压力下仅发生一定的位移而不致塌落;因此,若允许地表面发生少许沉降,隧洞内支护压力可以比原位上覆土压力有较大程度的降低。     

Empirical behavior of Chayes'' null model

Chayes' t-test for closure correlations is developed from various approximations and assumptions. The empirical behavior of this test is observed through the use of random-sampling number matrices of order to thirteen. The experiments demonstrate a lower limit for the reliability of Chayes' model of about 91/100. That is, about one chance in ten remains that an error due to the statistical testing is committed on some product-moment correlations in a given matrix of correlation, given a confidence level of 90 percent. With increase in the number of variables, the test for departure from zero correlation can be used provided the sample size remains small.     

Lower Cretaceous ammonites from the Neuquén Basin, Argentina: a Hauterivian Olcostephanus fauna

The olcostephanid fauna of the Olcostephanus (O.) laticosta[formerlyO . (O.) leanzai] Subzone (Agrio Formation) represents the last of four discrete invasions of olcostephanid ammonites into the Neuquén Basin of west-central Argentina. Olcostephanus (O.)laticosta (Gerth) dominates the fauna and is known only from the Neuquén Basin. But the co-occurrence of the distinctive subgenus Jeannoticeras, newly recorded from Argentina, provides a link with the ‘standard’ West Mediterranean sequence and indicates that the O. (O.) laticosta Subzone is probably of mid Early Hauterivian age. This is supported by the discovery of two specimens of the widely distributed late Early Hauterivian speciesO . (O.) variegatus (Paquier) in the overlying Hoplitocrioceras giovinei Subzone. O. (Jeannoticeras) agrioensis sp. nov. is described.     

Paleozoic serpentinite-enclosed chromitites from Tehuitzingo (Acatlán Complex, southern Mexico): a petrological and mineralogical study

The serpentinites and associated chromitite bodies in Tehuitzingo (Acatlán Complex, southern Mexico) are in close relationship with eclogitic rocks enclosed within a metasedimentary sequence, suggesting that the serpentinites, chromitites and eclogitic rocks underwent a common metamorphic history.Primary chromites from the chromitite bodies at Tehuitzingo are of refractory-grade (Al-rich) and have a chemical composition similar to that expected to be found in an ophiolitic environment. The chromite grains in chromitites and serpentinites are systematically altered to ‘ferritchromite’. The alteration trend is usually characterized by a decrease in the Al, Mg and Cr contents coupled by an increase in Fe³⁺ and Fe²⁺.The Tehutizingo chromitites have low Platinum Group Elements (PGE) contents, ranging from 102 to 303 ppb. The chondrite-normalized PGE patterns are characterized by an enrichment in the Ir-subgroup elements (IPGE=Os, Ir, Ru) relative to the Pd-subgroup elements (PPGE=Rh, Pt, Pd). In addition, all chromitite samples display a negative slope from Ru to Pd [(Os+Ir+Ru)/(Pt+Pd)=4.78−14.13]. These patterns, coupled with absolute PGE abundances, are typical of ophiolitic chromitites elsewhere. Moreover, all the analyzed samples exhibit chondrite-normalized PGE patterns similar to those found for non-metamorphosed ophiolitic chromitites. Thus, the PGE distribution patterns found in the Tehuitzingo chromitites have not been significantly affected by any subsequent Paleozoic high-pressure (eclogite facies) metamorphic event.The chondrite-normalized PGE patterns of the enclosing serpentinites also indicate that the PGE distribution in the residual mantle peridotites exposed in Tehuitzingo was unaffected by high-pressure metamorphism, or subsequent hydrothermal alteration since the serpentinites show a similar pattern to that of partially serpentinized peridotites present in mantle sequences of non-metamorphosed ophiolites.Our main conclusion is that the chromitites and serpentinites from Tehuizingo experienced no significant redistribution (or concentration) of PGE during the serpentinization process or the high-pressure metamorphic path, or during subsequent alteration processes. If any PGE mobilization occurred, it was restricted to individual chromitite bodies without changing the bulk-rock PGE composition.Our data suggest that the Tehuitzingo serpentinites and associated chromitites are a fragment of oceanic lithosphere formed in an arc/back-arc environment, and represent an ophiolitic mantle sequence from a supra-subduction zone, the chemical composition of which remained essentially unchanged during the alteration and metamorphic events that affected the Acatlán Complex.