基于年际增量法的广西6月月降水量预测

利用广西87个气象站6月月平均降水量及NCEP/NCAR再分析资料,通过普查1960—2021年广西6月月降水量年际增量与前期500 hPa位势高度场的相关性,选取影响广西6月降水异常相关性较高的前期预测因子,研究其主要影响机制,并采用模糊神经网络与熵度量相结合的方法构建月降水年际增量的集合预报模型,对预测模型进行1960—2013年的拟合检验和2014—2021年的独立样本预报检验。结果发现,该模型的预测准确率较高,独立样本的回报年份同号率为87.5%,拟合平均绝对误差为26.64 mm,拟合平均相对误差为9.06%,预报效果优于利用逐步回归方法构建的预测模型,而且模型性能比较稳定,具有较好的业务应用前景。     

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。     

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。     

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.     

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。     

大陆高压对强热带风暴碧利斯内陆强降水影响

强热带风暴碧利斯 (0604)(简称碧利斯) 登陆后造成极其严重的灾害。对该次强降水过程诊断分析发现,除强盛的西南季风外,深厚的大陆高压也起着重要作用。自高层向低层逐渐加强的大陆高压,其东南侧深厚的偏东北气流,与碧利斯登陆后西北象限的东北风相叠加,配合强盛的西南季风,使得碧利斯残涡以及槽区得以长时间维持。涡度收支表明:长时间维持的台风槽,其低层强烈的辐合效应,对暴雨区低涡发展作用显著,致使中尺度对流系统不断发展而造成内陆连续强降水。数值试验表明:在强盛西南季风背景下,大陆高压的增强东伸,不仅能够提供高空强辐散,而且能增强碧利斯西北象限东北风,使得登陆后减弱的碧利斯残涡和台风槽得以长时间维持,致使内陆暴雨区各层涡度增加而导致暴雨维持与增幅。     

北武夷地区铜多金属矿时空分布及成矿亚带

北武夷地区位于华南扬子板块与华夏板块结合部北武夷地区钦杭结合带的重要组成部分.在对其矿产分布规律进行总结的基础上,初步界定了北武夷山主山脉为中亚带,以其为中心具南北两侧近对称的矿产分布规律.北成矿亚带位于钦杭结合带萍乡—广丰深大断裂之南拼贴带上,在北武夷地区为铁砂街—西裘铜成矿亚带;南成矿亚带则由中南武夷与北武夷分界线的深大断裂（南平—宁化断裂）控制的行洛坑—西坑钨铌钽成矿亚带;北成矿亚带与南成矿亚带之间与武夷山主脉之间分别为铅山—江山成矿亚带、广昌—建阳成矿亚带,具相似的成矿地质环境,后者有找寻“永平式”铜矿床的潜力.     

改进的经验正交函数分析方法及其效果验证

基于中国站点网气候资料,简要介绍了经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)与改进的经验正交函数(adjusted EOF,AEOF)分析方法的关系,给出了验证其分析效果的方案;并将EOF、AEOF分析方法应用于中国160站60 a(1951—2010年)夏季气温距平场序列的分析。结果表明:AEOF分析方法前6个模态的模方拟合率和累积模方拟合率均高于EOF分析方法的相应量;AEOF分析方法前3个模态的典型场对夏季气温距平场序列的模方场的拟合效果明显优于EOF分析方法。由此论证了EOF分析方法中资料均匀化订正的必要性,验证了实际分析中AEOF分析方法的较优效果。     

广州冬季大气消光系数的贡献因子研究

2008年1月1～31日和2月6～24日在广州城区每天采集一个PM2.5样品,对样品进行有机碳、元素碳及水溶性离子分析,利用美国IMPROVE能见度方程计算得到广州冬季大气消光系数.结果发现:冬季PM2.5 日均值质量浓度为89.0±53.4/μg·m~(-3),OC(Organics Carban)质量浓度为16.9±11.9μg·m~(-3),EC(Element Carbon)质量浓度为5.9±3.4 μg·m～(-3),水溶性离子总浓度为43.9±23.5μg·m~(-3).冬季大气消光系数均值为342±185 Mm~(-1).广州冬季大气消光系数主要贡献者为(NH_4)_2SO_4、NH_4NO_3、POM(Par-ticular organic matter)、EC和NO_2,对消光系数的贡献率分别为36.3%、14.5%、26.6%、17.4%和5.2%.