基于双目成像云底高度测量方法

采用基线长为60 m的一对数字摄像机,构成双目成像云底高度测量系统,随着数字摄像技术和立体视觉传感器的发展,尤其是双目成像视觉传感器以结构简单、使用方便、测量精度高等诸多优点而被广泛应用。通过直方图均衡化方法对图像进行增强,利用亚像素角点检测器检测角点提高测量精度,并采用归一化互相关方法进行区域相关检测寻找同名点,将外极线约束引入图像匹配过程中进行同名点粗差去除,提高测量准确度;再根据匹配特征点得到相对视差,利用摄影测量原理计算云底高度;建立三维实验室标校场对相机进行内外方位元素标校,利用星星相对位置与相机姿态角的关系对相机进行现场标校,简化标校系统提高测量精度。利用2011年5月1日—6月30日采集的样本,在北京市观象台与维萨拉生产的CL31激光云高仪进行对比试验,并对产生云底高度测量系统误差的可能原因做出具体分析。     

南京大气资料中心第一期建设(1993～1995年)情况简介

南京大气资料中心是基金会地学部领导和支持的,为我国大气科学基础性研究提供资料服务的机构。在过去的三年中,在基金会地学部和南京气象学院的双重领导下完成了筹建并开始了服务工作。在推动资料共享,促进我国大气科学,特别是基金会支持的研究中,迈出了有意义的一步。其工作得到大气科学界、乃至地学界的关注。     

2008年初我国南方雨雪低温天气的中期过程分析II：西太平洋副热带高压的特征

针对2008年初 1月17～23日我国南方地区雨雪低温过程,分析了其中期演变特征及其可能机理。这次过程中：1）西太平洋副热带高压在其前期异常状态的基础上,在对流层低层演变为 “内凹外凸”结构,并在我国长江中下游附近形成切变线,从而造成了这次雨雪过程;2）在对流层上层,源自北非的Rossby波能量在副热带和中纬度地区向下游频散,同从乌拉尔山地区向南频散出的Rossby波能量在帕米尔高原及中亚地区汇合,共同引起该地区气压槽的加深。它使对流层低层西太平洋副高在其西部向内凹陷。另一方面,在对流层中层,Rossby波能量沿副热带急流传播,最终引起西太平洋副高向西南方向伸展。西太平洋副热带高压的“内凹外凸”演变特征的主要原因是来自上游地区的Rossby波活动,并非热带西太平洋对流异常活动;3）亚洲北部冷高压沿高原东侧伸入我国东部地区是我国南方地区低温过程的主要原因。     

热带和热带外太平洋海气相互作用特征的比较

比较分析了热带和热带外太平洋海气系统年际和年代际变化特征。在海气系统异常的方差构成中，北太平洋区域以年代际异常为主，热带太平洋区域年际和年代际异常相当；表（浅）层海洋与大气的年代际变化特征对同一季节、区域是一致的，且20世纪70年代后期到80年代初均发生由低模态向高模态的转变；北太平洋区域的7月与此不同，这与该季节近表层海温层结稳定有关；年际尺度的海、气异常与ENSO有关，且以热带太平洋区域1月最典型，7月次之，北太平洋区域1月再次之，7月无明显关系。     

胶东诸城晚白垩世恐龙骨骼化石地球化学及埋藏学研究

胶东诸城发育了世界罕见的晚白垩世中晚期恐龙化石集群埋藏点,主要分布在诸城市东南的库沟、恐龙涧、西见屯和臧家庄。本文通过薄片鉴定、电子探针、常量、微量和稀土元素分析等方法技术,系统研究了诸城恐龙骨骼化石微观特征与地球化学特征,分析了恐龙骨骼埋藏成岩过程,厘定4个化石集群埋藏层的相对层位关系和骨骼沉积物来源方向,探讨了恐龙死亡的可能原因。研究表明,研究区恐龙骨骼化石主要矿物成分为磷灰石和方解石,也零星含有Fe、Mn、BaSO4及SiO2等矿物成分;骨骼化石和围岩主量、微量与稀土元素分析显示,CaO、P2O5、F、REE、Y、Sr和Ba、U高值且远高于围岩,其中CaO、P2O5、F、Sr和Ba的高值是由于原始骨骼组成中这些元素背景含量高,而REE、Y及U的异常高值是成岩过程中吸附作用所致;骨骼中Rb、Th、Nb、SiO2、Al2O3、TiO2、Zr、Hf含量低于围岩是由于它们属于亲沉积碎屑元素,都来自母岩的风化产物;骨骼化石中稀土元素表现为轻稀土富集型,稀土配分模式与上地壳相似,并具有Eu轻微正异常和Ce负异常特点;研究认为,骨骼与围岩较高的Sr、Ba含量及稀土元素异常系源于干旱气候与氧化环境的浅埋藏成岩作用;依据不同化石点骨骼中磷灰石矿物与方解石矿物组成的对比、骨骼与围岩主量元素分子风化率指数及REE、HREE、LREE与(La/Yb)N、(Ce/Yb)N和(La/Sm)N、δEu、δCe等参数的对比,研究区4个集群埋藏的恐龙化石层相对层位关系由下至上分别厘定为库沟、西见屯、恐龙涧与臧家庄;骨骼围岩沉积物源主要来自下伏青山群火山岩与莱阳群沉积岩的剥蚀产物;研究区上白垩统红土崖组下部不到100m厚的地层中恐龙化石异地集群埋藏层的多次出现表明,集群埋藏不是一个简单孤立事件,恐龙的死亡也可能受制于干旱气候的影响,特别是环境背景的Sr和Ba等元素有可能是环境毒素;干旱缺水、缺少食物、有毒元素散布可以导致恐龙集群死亡;骨骼在季节性洪水或阵发性泥石流的作用下由诸城西北向东南搬运和堆积。     

基于160站资料的我国表面气温异常特征

利用我国160站站域面积和近60年月平均表面气温资料,求得1951—2008年我国年、季节全国平均气温序列。在此基础上分析了我国表面气温异常的基本特征:四季表面气温异常中冬季异常方差最强,它对四季总异常的方差贡献为47.7%,远高于春、秋季 (23.4%,17.2%) 和夏季 (11.7%)。线性增温在年、季序列中均显著,年序列最强,夏季最弱;全国平均表面气温线性增温的年值为1.4℃/58 a,冬季 (2.3℃/58 a) 明显高于夏季 (0.6℃/58 a)。年代际变化在年和冬、夏季序列中的方差贡献显著,年值 (59.3%) 明显高于冬、夏季值;年和冬季全国平均表面气温年代际变化从20世纪80年代中期起维持为正,夏季从90年代中期起维持为正。该文提供的年、季节全国平均表面气温序列合理,具有一定代表性。     

500 hPa位势高度场极端天气事件的NCEP集合概率预报效果分析

基于百分位方法,首先通过构建气候等概率区间得到了位势高度场极端天气事件区分方法,并给出了相应的预报结果检验评价方案;以此为基础,对2003年夏季亚欧区域的500hPa位势高度场极端天气事件的NCEP集合概率预报效果进行了深入分析,得到如下结论：1）分析时段和区域内的极端事件的发生频率比气候平均状况略偏高。NCEP集合预报系统对异常偏低的极端事件的预报易偏高,但相对比较可靠;对相对异常偏高极端事件的预报频率随着预报时效的增大而减小,时效小于3d时预报频率偏高,时效大于5d时显著偏低,预报可靠性相对差一些。2）EV（economic value,经济价值）分析表明,NCEP集合预报系统对偏高（低）极端事件的概率预报效果明显高于正常天气事件。3）预报命中率分析表明,在高概率阈值下,预报命中率较低,这与预报系统在部分个例中的不发散有关。随着概率阈值的降低,预报命中率稳步提高,说明集合成员的发散使之可以覆盖实况可能出现的区间,从而得到更好的预报效果。     

改进的奇异值分解方法及其效果验证

改进的奇异值分解(advanced singular value decomposition,ASVD)方法,是对经过空间均匀化订正的格、站点网资料的奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法.根据奇异向量与经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)的关系,给出了格、站点网资料SVD方法中均匀化订正的方法,进而得到了改进的奇异值分解(ASVD)方法.将ASVD方法、SVD方法用于中国60a(1951-2010年)160站冬季气温、降水同期相关系数矩阵C的分析,结果表明:ASVD方法的前4个主要模态的模方拟合率和累积模方拟合率均明显高于SVD方法;ASVD方法前两个奇异向量典型场图上高绝对值区与C模方图上高值区的关系明显较SVD方法合理.由此论证了SVD方法中资料均匀化订正的必要性,验证了实际分析中ASVD方法的效果.     

拉萨夏季大气热源10~20 d的振荡特征

利用逐日大气热源资料分析1950-2006年拉萨夏季大气热源的气候及其异常特征。结果表明:1)拉萨夏季大气热源的气候平均值为88 W·m^-2,明显低于亚洲季风槽区夏季热源的气候平均值,是一般强度的大气热源区。20世纪90年代中期拉萨夏季大气热源趋于减弱,21世纪初其值接近于0。2)拉萨夏季57 a大气热源10~20 d振荡强度约为季节内振荡平均强度的2倍,显著年数(33 a)占总年数的57.6%,因此10~20 d振荡是拉萨夏季大气热源季节内振荡的重要分量。3)拉萨夏季大气热源10~20 d振荡强度存在明显的季节内变化(7月上旬前后振荡最强)和明显的年代际差异(20世纪50年代末-60年代中、80-90年代前期是两个强振荡阶段)。     

基于约束性分析的数据与作物模型同化方法

同化观测数据可为作物生长模型的区域应用提供支持。该文定义了观测数据对模型参数的约束性,研究发现华北夏玉米观测数据对WOFOST模型的可约束参数主要包括初始总干物重、不同发育阶段的比叶面积、初始最大CO₂同化速率、叶片衰老系数、初始土壤有效水、最大根深日增量以及初始根深的初始土壤水分含量等。建立了基于参数约束性分析的观测数据与作物生长模型同化方法和流程, 利用优化算法进行作物生长模型所有参数和变量初值的敏感性分析,遴选出各状态变量的敏感参数;根据拟合度与优化结果之间关系进行敏感参数的约束性分析,获得不同变量的可约束参数;组合优化可约束参数得到各参数最优值,由此实现了观测数据与作物生长模型的同化。约束性体现了观测数据对模型参数或变量初值的控制能力,可约束参数作为待优化参数使数据模型同化获得了最优结果。