东亚副热带西风急流的时间演变特征及其与中国东部夏季降水的关系

为深入了解东亚副热带西风急流与中国天气系统之间的联系,利用1961-2007年美国国家环境预报中心（NCAR／NCEP）再分析月资料和同期中国596站的降水资料,运用经一纬向急流轴和区域平均两种定义方法分析了西风急流的时间演变特征及其与中国东部降水型的关系,结果表明：（1）两种方法对西风急流东西、南北位置转折时段的分析很接近,分别出现在20世纪80年代和70年代;对西风急流强度、南北位置周期的表征也很一致,分别为10-15年和5-10年。（2）当西风急流位置偏北（南）时,东部地区整层大气环流呈“南北上升中间下沉（南北下沉中间上升）”的形势,850hPa的流场和水汽通量输送都有利于华北地区（江淮河流）的降水,易于形成“南北多中间少（南北少中间多）”的雨带分布,推测这两种反相位雨型的间隔时间为2．5-5年;相比之下,急流东西位置和强度的周期性变化与东部局地降水存在一定联系。     

体感温度客观分析方法研究

影响人体体感温度的气象要素主要包括温度、湿度、风以及太阳辐射,依据这些气象要素影响人体体感温度的原理,确定了平均气温与体感温度相同时的临界相对湿度、风速及太阳辐射值.以全国有水平面直接辐射曝辐量观测项目的77个气象台站的历年逐日4次定时观测资料为基础,把相邻两个白昼(夜间)的气温差作为因变量,相对湿度差、风速差、垂直辐射差(白昼)作为自变量,以旬为时问分辨率,建立了逐旬多元回归方程.各地所建立的逐句多元线性拟合方程拟合优度相当高,F统计量检验也充分证明线性回归方程总体成立,从气候意义、统计角度来看该方法都具有充分的可行性.     

经验模态分解法在地下水资料处理中的应用

利用经验模态分解法（EMD）对地震地下流体观测资料中典型干扰信号的处理及趋势性变化的提取,结果表明,经验模态分解方法能有效地对信号进行分解,是一种无需预设带宽的自适应高通滤波方法,适用于地下流体观测资料的分析处理     

2011年7月陕西一次区域性暴雨过程分析

为了探索陕西区域性暴雨发生发展的机制,提高暴雨预报准确率,利用实况高空观测、自动站观测资料和NCEP1°×1°格点资料,采用天气学诊断方法,对2011年7月28日陕西区域性暴雨过程进行分析。结果表明:500hPa西风槽、西太平洋副热带高压、700hPa及其以下的切变是这次暴雨的主要影响系统,低层大风速带和南海台风的远距离作用是暴雨增幅的重要因子;暴雨区具有强的能量锋和对流不稳定,降水产生在850hPa温湿能等值线密集区偏高值一侧;水汽主要来源于孟加拉湾和南海台风外围;辐合、辐散中心下移是强降水即将发生的一个信号,850hPa以下出现比湿猛增现象对位于秦岭以北的渭河流域暴雨预报有一定指导意义。     

GNSS伪距随机模型估计的非差组合方法

基于非差观测值和无一阶电离层误差、无几何距离的组合准则导出2个UGIF组合,进而提出GNSS[JP2]非差伪距随机模型估计的UGIF非差组合方法。该方法仅需单站、单颗卫星的UGIF组合,适用于高低频情况下的非差伪距随机模型的实时或事后估计。利用中国矿业大学单基站连续运行站双模双频数据,验证方法的正确性与有效性。     

雷达与光学图像小波融合方法研究

本文基于区域差的绝对值,提出了一种新的双正交小波融合算法,并应用于TM与JERS-1SAR的融合研究中。该方法与传统的小波融合相比,更能充分利用参与融合影像的信息,具有更强的数字图像细节表征能力;与基于区域方差的小波融合相比,具有更小的计算量;与主成分融合、乘法融合及Brovey融合等方法相比,具有更好的光谱保持能力,且该小波融合结果更清晰。实验表明,该算法是一种实用有效的融合法。     

基于对偶四元数的不同地形无人机影像区域网平差解算方法

随着对地观测技术的发展,通过各种传感器获取的影像越来越多。无人机遥感技术以其方便、快捷、成本低、可云下飞行的优势正越来越多地运用到铁道沿线信息的获取中,为保证后续分类、信息提取、面积量算的精度,对无人机影像进行区域网平差具有重要意义。考虑到无人机影像具有像幅小、数量多、基线短、重叠度不规则等特点,将对偶四元数引入到无人机影像定向过程中,提出了一种利用对偶四元数进行无人机影像区域网平差解算的方法,并针对不同地形区域的无人机影像进行实验。实验结果表明:本文提出的算法应用到无人机影像区域网平差中,精度与常规光束法区域网平差相当,所需像控点数量及分布与常规光束法区域网平差相当,本文研究为提高无人机影像区域网平差的解算效率探索了一种新思路。     

三维坐标转换的稳健加权总体最小二乘算法

针对当前加权对称相似变换中仅考虑观测值含有随机误差,而不考虑观测值含有粗差的情况,基于加权对称相似变换进一步验证其不具有抗差性,并在此基础上采用选权迭代法进行稳健加权对称相似变换。由中位数法求解具有抗差性的单位权中误差,构造标准化残差,求解权因子,进而求得可靠的参数解。实验结果表明,当观测值含有4~6个粗差时,采用该方法能够探测出更多可能存在粗差的数据,给出的权因子更合理,所得参数解精度更高、稳定性更强。     

2010年夏季湖南一次持续性暴雨过程分析

为了提高暴雨预报的准确率,利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和多普勒雷达等资料,使用天气学诊断方法,剖析了2010年7月8~15日湖南西部和北部强降雨过程的降水特征、天气背景、对流暴雨中尺度系统演变特征及其成因。结果表明:此次强降雨过程发生在500hPa巴湖附近的低槽和西太平洋副热带高压稳定、中低空切变线长时间维持及摆动的大尺度背景下,低层强的水汽辐合和上升运动、高低空急流耦合、大气层结不稳定和垂直风切变是强降水的主要成因。由于梅雨锋带状回波在湘西北移动速度缓慢,产生"列车效应",导致湘西北地区雨强增大,雨量增幅明显。基本速度图上强降雨位于高空东北气流与西北气流交汇或汇合回流、低空气旋性弯曲的西南气流左侧区域。另外,迎风坡强迫和湖陆锋作用的区域容易产生极端降雨。     

一种变形监测中中长基线的单历元模糊度解算算法

针对已有单历元模糊度解算算法只适用于短基线的情形，根据误差传播率确定模糊度精度，依据误差确定模糊度搜索空间，提出一种利用GPS双频观测信息实现中长基线下单历元模糊度固定的算法。首先，利用电离层约束法得到双差模糊度之间的线性约束条件；其次，利用变形监测中监测站点坐标近似已知的条件进行约束，反算获得近似模糊度；最后，根据监测站点已有的观测数据精度给出搜索空间，搜索固定模糊度。结果表明，该方法可以实现中长基线下单历元的模糊度固定，对实时变形监测有一定的参考价值。     

基于空间插值的风场模拟方法比较分析

计算流体动力学方法是目前风场空间格局模拟的主要方法之一,该方法由于受到软硬件局限,多应用于小尺度的风场模拟及分析。该方法精确程度极大地依赖于3D建模的精细程度和迭代计算模型的准确程度,与现实风场的发育过程存在明显差异。而随着物联网技术的发展,我们可通过大量的现场传感器进行风场数据的实时采集,为风场动态实时化模拟提供精确的参数。为了确定风场动态实时化模拟的最佳方法,本文以中国科学院城市环境研究所园区内32个风场传感器的月平均风速数据为研究案例,综合分析了反距离权重插值、全局多项式插值、局域多项式插值、径向基函数插值、最近邻域法插值、普通克里格插值6种空间插值方法,并采用交叉验证的方法对插值结果进行比较。结果表明,反距离权重插值在模拟的误差范围、模拟的准确度、反映极值的能力上优于其他5种方法,为1:500尺度的风场空间格局模拟提供了参考。     

Projections of wind changes for 21st century in China by three regional climate models

This paper examines the capability of three regional climate models(RCMs),i.e.,RegCM3(the International Centre for Theoretical Physics Regional Climate Model),PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies)and CMM5(the fifth-generation Pennsylvania State University-the National Center for Atmospheric Research of USA,NCAR Mesoscale Model)to simulate the near-surface-layer winds(10 m above surface)all over China in the late 20th century.Results suggest that like global climate models(GCMs),these RCMs have the certain capability of imitating the distribution of mean wind speed and fail to simulate the greatly weakening wind trends for the past 50 years in the country.However,RCMs especially RegCM3 have the better capability than that of GCMs to simulate the distribution and change feature of mean wind speed.In view of their merits,these RCMs were used to project the variability of near-surface-layer winds over China for the 21st century.The results show that 1)summer mean wind speed for 2020-2029 will be lower compared to those in 1990-1999 in most area of China; 2)annual and winter mean wind speed for 2081-2100 will be lower than those of 1971-1990 in the whole China; and 3)the changes of summer mean wind speed for 2081-2100 are uncertain.As a result,although climate models are absolutely necessary for projecting climate change to come,there are great uncertainties in projections,especially for wind speed,and these issues need to be further explored.     

中国西部降水和树轮关系及传输函数探讨

本文利用EOF展开,对我国西部树轮指数和降水场进行了讨论,分别计算了降水和树轮的第一、第二主成份的周期。结果表明我国西部树轮和降水在空间与时间上都有着较好的对应关系。在此基础上,通过稳健回归方法对树轮和降水的传输函数进行了研究。     

Statistical downscaling of IPCC sea surface wind and wind energy predictions for U.S. east coastal ocean,Gulf of Mexico and Caribbean Sea

A multivariate statistical downscaling method is developed to produce regional, high-resolution, coastal surface wind fields based on the IPCC global model predictions for the U.S. east coastal ocean, the Gulf of Mexico(GOM), and the Caribbean Sea. The statistical relationship is built upon linear regressions between the empirical orthogonal function(EOF) spaces of a cross- calibrated, multi-platform, multi-instrument ocean surface wind velocity dataset(predictand) and the global NCEP wind reanalysis(predictor) over a 10 year period from 2000 to 2009. The statistical relationship is validated before applications and its effectiveness is confirmed by the good agreement between downscaled wind fields based on the NCEP reanalysis and in-situ surface wind measured at 16 National Data Buoy Center(NDBC) buoys in the U.S. east coastal ocean and the GOM during 1992–1999. The predictand-predictor relationship is applied to IPCC GFDL model output(2.0?×2.5?) of downscaled coastal wind at 0.25?×0.25? resolution. The temporal and spatial variability of future predicted wind speeds and wind energy potential over the study region are further quantified. It is shown that wind speed and power would significantly be reduced in the high CO_2 climate scenario offshore of the mid-Atlantic and northeast U.S., with the speed falling to one quarter of its original value.     

顾及风向和风速的空气污染物浓度插值方法

随着经济的快速发展,中国大部分地区空气污染状况日趋严重。空气污染物浓度插值对于进一步分析污染物时空分布情况,估计不同地区人群的暴露风险,制定防范措施具有重要作用。然而,现有空间插值方法由于没有充分考虑风向和风速因素对于污染物扩散的影响,故直接应用于空气污染物浓度插值,会对插值结果造成不利的影响。因此,本文提出一种顾及风向和风速的空气污染物浓度插值方法（Direction-Velocity IDW,DVIDW）。该方法首先根据离散气象站点处的风向和风速数据建立风场表面,然后利用风场数据计算空气污染物的扩散距离,根据扩散距离计算风场中待求点与采样点间的最短路径距离,最后由最短路径距离替代欧式距离进行反距离加权插值。本文分别采用2组实际空气污染物浓度数据,对DVIDW方法和其他常用的空间插值方法进行实验对比分析,验证了本文方法的可行性和优越性。     

The inter-annual variability of the Yellow Sea Warm Current surface axis and its influencing factors

Based on the Pathfinder sea surface temperature(PFSST),the surface axis and its pattern of the Yellow Sea Warm Current(YSWC) are discussed.A structure of double-warm-tongue is found in February and it varies in different years.Two indexes are calculated to represent the westward shift(WSI) and northward extension(NEI) of the warm water in the Yellow Sea(YS).Wavelet analysis illustrates that the WSI and NEI have prominent periods of 3-6 years and 3-4 years,respectively.The Empirical Orthogonal Function(EOF) ...     

川西高原若尔盖旅游气候资源及旅游舒适期研究

利用若尔盖1971-2000年的逐日日照时数、气温、降水量、降水日数、相对湿度、风速、气压等气象资料,用常规统计方法对以上主要旅游气候要素进行月、年变化规律分析,为当地旅游管理部门提供参考,为旅客提供气象服务。统计和分析表明：若尔盖光照资源丰富,日照总时数达到2510h。该地整年气温偏低,月均气温为-10.2℃-10.8℃,年平均气温为0.8℃,而且随着年份的增加,气温呈上升趋势。年降水量为649.1mm,干湿季分明,5-10月降水量占全年降水量的88%,白天降水少并且无大的降水。空气相对湿度与气温的配合让人体感觉比较舒适,风速较小,适合开展旅游活动。该地的最佳旅游舒适期为7、8月,而6月和9月可根据实时天气情况适当安排旅游活动,舒适天数在68天左右,舒适天数随年份呈波动上升趋势。     

湖南电网严重冰灾天气成因分析

为研究2005年初和2008年初2次造成湖南电网严重冰灾的低温雨雪冰冻天气过程的成因,利用NCEP1°×1°全球再分析资料、地面常规气象观测资料及环流特征指数资料对过程期间高中低三层的水平和垂直结构进行了诊断分析,并分析了两次冰冻天气过程中各项环流特征指数与气温的相关性,结果表明:副高强度持续偏强,中层有暖层存在,850hPa与700hPa有明显的逆温层,700hPa强劲的西南急流,850hPa南北温差锋区的建立和维持,异常强大的冷高压长时间控制是造成两次冰灾过程的主要原因;地面降水、相对湿度、日平均气温、日最低气温、风向风速均与电线覆冰直径有关,温度垂直结构、环流指数和地形也与冰冻有一定关系。     

IMPACT OF CLIMATE ON GRAIN YIELD PER UNIT AREA IN CHINA DURING THE YEARS OF 1949～1992

Ｓｉｎｃｅｔｈｅｙｅａｒｏｆ１９４９,ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｇｒａｉｎｉｎＣｈｉｎａｈａｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄａｇｒｅａｔｉｎｃｒｅａｓｅ,ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｆｏｏｄｐｒｏｂｌｅｍｏｆ１／５ｏｆｔｈｅｗ...     

基于高斯曲线拟合-FFT方法的南海风场反演

海面风场是海洋学的基本参量,获取海面风场对了解海洋的物理过程以及海洋与大气之间的相互作用至关重要。宽阔的海域面积及复杂的海面状况通常使南海海面上的风场信息很难被及时获取。ENVISAT ASAR是一种全天候全天时监测海面的微波雷达传感器,可实时获取海面风场数据。本文基于已有ASAR数据对南海海面风场进行反演实验,首先将结合高斯曲线拟合的FFT风向反演方法应用于南海风向反演,并参考Cross-Calibrated Multi-Platform （CCMP）风场数据去除180o方向模糊获得海面风向。然后,将高斯曲线拟合-FFT风向与传统的峰值-FFT风向进行对比,最后将准确率较高的高斯曲线拟合-FFT风向分别输入CMOD4模型和CMOD5模型获得海面风速大小。实验结果与CCMP参考数据的比较结果表明,在风条纹不明显的情况下,利用结合高斯曲线的FFT风向反演方法和CMOD4模型风速反演方法可有效地进行南海海面风场反演。该成果对利用SAR数据实时获取南海大面积海面风场信息,尤其是观测点缺乏海域的风场信息,具有重要的指导意义。