小波极大值法在长波辐射地震异常信息提取中的应用

小波方法作为近年来兴起的一种数据挖掘方法已经应用于地震科学的研究领域.本文介绍了如何利用小波极大值法提取长波辐射值中的地震异常信息,即利用连续小波变换方法计算小波极大值,依据长波辐射在时间、空间上的连续性得出研究区的小波极大值分布,通过分析图中小波极大值的分布形态来识别地震异常,并以汶川地震为例介绍了如何利用小波极大值法提取长波辐射中的地震异常.     

与2008年几个6.5级以上地震有关的长波辐射异常

应用美国国家海洋大气局(NOAA)提供的长波辐射产品OLR,对2008年发生在我国西藏仲巴6.8级强震、四川汶川8.0级特大地震和新疆于田7.3级大震进行了研究,发现这些地震在发震前一段时间内均出现不同程度的OLR异常.     

2010年西藏聂荣MS5.7和MS5.5地震前后热红外异常分析

选取2010年3月24日西藏聂荣M_S5.7和M_S5.5地震前后的中国FY-2E静止气象卫星热红外遥感亮温和长波辐射数据, 对红外辐射数据采用阈值法进行去云预处理, 基于Morlet小波方法计算地震前后的红外辐射功率谱变化, 探讨地震前后红外辐射异常演变规律及特征。 研究结果显示, 西藏聂荣地震前出现了亮温和长波辐射异常增强现象, 并且其异常持续时间和主要异常区域基本一致, 但亮温的异常幅度大于长波辐射的异常幅度。 本研究对于该区域利用热红外遥感数据进行地震研究具有重要的参考价值和意义。     

地球辐射收支探测的目标方向订正模型构建：从地球卫星到月基平台

监测地球辐射能量收支的时空变化有助于增进我们对全球气候变化的理解。地球反射的短波辐射与发射的长波辐射是地球系统与外界进行能量交换的重要组成部分,也是地球辐射收支观测的主要参量。地球辐射探测仪是探测大气层顶辐射收支能量平衡参数的专用仪器。地球目标方向订正模型（Angular Distribution Models, ADMs）专指校正大气层顶地球-大气系统目标辐射各向异性的一系列非均匀因子,它是将卫星或月基观测的地球目标反射及发射宽波段辐亮度转换为辐射通量的有效途径。ADMs模型构建和算法优化直接影响基于空间观测推算地球辐射收支的最终解算精度。本文围绕地球辐射ADMs模型展开,回顾了过去几十年来ADMs模型的发展历程,着重介绍了目前应用于Terra与Aqua卫星的云与地球辐射能量系统（Clouds and the Earth’s Radiant Energy System, CERES）的业务化ADMs模型,分析了地球静止卫星与月基对地观测在地球辐射ADMs模型中的优势、问题与潜力。基于上述综述与分析,讨论星载与月基地球辐射ADMs模型进一步优化的决定因素。     

青海玛多MS7.4地震前LURR与OLR短临异常关联性研究

加卸载响应比(LURR)是根据岩石应力-应变关系的动态演化规律提出的地震预测方法。以Benioff应变为响应量,分析青海玛多M_S7.4地震前震中及其周边400 km内的LURR异常的演化特征发现,在震前一个月LURR值达到最高值,半个月之后出现高值回落的现象,说明此时孕震区岩石介质已进入屈服阶段的末端。在此基础上,利用NOAA卫星地面长波辐射(OLR)数据,分析高值回落后(5月14—25日)地面长波辐射值的短临异常演化规律。结果显示:震前在空间上仅仅在震中北部出现OLR显著且连续的短临异常变化并呈现向震中扩展的趋势,在时间上整个演化过程经历了初始增温-异常扩展-达到峰值-异常减弱-地震发生-异常消失等6个阶段。LURR和OLR震前短临异常特征说明,回落前的LURR高值反映了岩石介质屈服阶段的结束,OLR在一定程度上可以表征处于临界状态的活动断层的构造应力累积状态,综合研究两种物理参量震前异常演化特征,有助于更准确评估地震活动趋势。     

大地震红外辐射异常信息时空特征分析

寻找和确定大地震的临震信息是预测地震的关键.本文针对2008年5月12日中国四川汶川8.0级、2010年1月12日海地太子港7.3级、2月27日智利8.8级以及4月14日中国青海玉树7.1级等四次灾难性地震事件,分析了大震发生前震中附近地区卫星遥感射出长波辐射(OLR)信息的时空场分布及变化特征.发现在四次大震发生前1...     

夏季鄱阳湖上空对流系统减弱过程分析

利用6h一次的NCEP分析资料和南昌站新一代多普勒天气雷达6 min一次的组合反射率资料,分析了2007年7月23日10:00-16:00(北京时)江西西北部幕阜山脉上空对流云团东移经过鄱阳湖主体时明显减弱或消亡过程.同时,利用中尺度非静力模式WRF对这次过程分别进行了控制性试验(CTR)和敏感性试验(SES).结果表明,CTR试验能较好地模拟出对流云团经过鄱阳湖时的减弱过程;与CTR试验相比,SES试验模拟的鄱阳湖区向外长波辐射值明显偏低,表明鄱阳湖的存在对过境对流云团有减弱作用;两试验的地表比热差异造成CTR (SES)试验模拟的地面感热和潜热通量较低(较高);CTR试验还模拟出负的地面感热通量,即感热从大气向湖体传递;两试验模拟的地面能量通量的差异导致鄱阳湖主体低层(950 hPa)的风场差异显著,即在鄱阳湖主体上空出现了一反气旋性环流,鄱阳湖对过境对流云团的减弱作用是该反气旋环流的辐散下沉造成的.     

An off-line simulation of land surface processes over the northern Tibetan Plateau

In order to further understand the land surface processes over the northern Tibetan Plateau, this study produced an off-line simulated examination at the Bujiao site on the northern Tibetan Plateau from June 2002 to April 2004, using the Noah Land Surface Model （Noah LSM） and observed data from the CAMP/Tibet experiment. The observed data were neces- sarily corrected and the number of soil layers in the Noah LSM was changed from 4 to 10 to enable this off-line simulation and analysis. The main conclusions are as follows： the Noah LSM performed well on the northern Tibetan Plateau. The simulated net radiation, upward longwave radiation, and upward shortwave radiation demonstrated the same remarkable annual and seasonal variation as the observed data, especially the upward longwave radiation. The simulated soil temperatures were acceptably close to the observed temperatures, especially in the shallow soil layers. The simulated freezing and melting processes were shown to start from the surface soil layer and spread down to the deep soil layers, but they took longer than the observed processes. However, Noah LSM did not adequately simulate the soil moisture. Therefore, additional high-quality, long-term observations of land surface-atmosphere processes over the Tibetan Plateau will be a key factor in proper adiustments of the model parameters in the future.     

Observations and modeling of incoming longwave radiation to snow beneath forest canopies in the west Tianshan Mountains,China

Forest canopy reduces shortwave radiation and increases the incoming longwave radiation to snowpacks beneath forest canopies. Furthermore, the effect of forest canopy may be changed by complex topography. In this paper, we measured and simulated the incoming longwave radiation to snow beneath forest at different canopy openness in the west Tianshan Mountains, China(43°16'N, 84°24'E) during spring 2013. A sensitivity study was conducted to explore the way that terrain influenced the incoming longwave radiation to snow beneath forest canopies. In the simulation model, measurement datasets, including air temperature, incoming shortwave radiation above canopy, and longwave radiation enhanced by adjacent terrain, were applied to calculate the incoming longwave radiation to snow beneath forest canopy. The simulation results were consistent with the measurements on hourly scale and daily scale. The effect of longwave radiation enhanced by terrain was important than that of shortwave radiation above forest canopy with different openness except the 20% canopy openness. The longwave radiation enhanced due to adjacent terrain increases with the slope increase and temperature rise. When air temperature(or slope) is relatively low, thelongwave radiation enhanced by adjacent terrain is not sensitive to slope(or air temperature), but the sensitivity increases with the decrease of snow cover area on sunny slope. The effect of longwave radiation is especially sensitive when the snow cover on sunny slope melts completely. The effect of incoming shortwave radiation reflected by adjacent terrain on incoming longwave radiation to snow beneath forest canopies is more slight than that of the enhanced longwave radiation.     

夏季海洋性大陆区域OLR年际变动与中国长江中上游旱涝的关系

利用1979—2007年的NECP资料、GISST月平均资料和中国160个降水测站资料，用SVD方法分析了热带海洋性大陆区域OLR与夏季中国降水场的关系。结果表明：孟加拉湾、南海季风槽、南太平洋辐合带（SPCZ）、印尼群岛及其附近海域的对流活动与我国夏季长江中上游降水场存在密切联系。若孟加拉湾、南海季风槽、南太平洋辐合带区的OLR偏高（偏低），及东印度洋、印尼群岛附近的OLR偏低（偏高），则夏季长江中上游及以北地区的降水偏多（偏少）。定义了与长江中上游降水相关的海洋性大陆区域OLR指数IMCOLR，并由IMCOLR指数确定高低值年再进行合成分析，发现印尼群岛及其海域气柱内净的辐射和海表热通量的异常增加，有利于该地区对流活动增强和OLR负异常的产生和维持；而孟加拉湾、南海和热带西太平洋存在海表热通量的减弱和辐射冷却的加强，有利于对流活动减弱，导致潜热释放异常减少和维持OLR正异常。热带海洋性大陆区域对流活动IMCOLR与海表温度异常间的相关关系表明，热带海洋性大陆地区对流活动的年际变动可受到热带印度洋海温异常和太平洋区域“三级型”海温异常的共同影响。这些热力强迫异常可导致对流层低层大气异常响应，产生P-J类遥相关，影响中国长江流域中上游降水异常。