Geoid determination using adapted reference field, seismic Moho depths and variable density contrast

 The traditional remove-restore technique for geoid computation suffers from two main drawbacks. The first is the assumption of an isostatic hypothesis to compute the compensation masses. The second is the double consideration of the effect of the topographic–isostatic masses within the data window through removing the reference field and the terrain reduction process. To overcome the first disadvantage, the seismic Moho depths, representing, more or less, the actual compensating masses, have been used with variable density anomalies computed by employing the topographic–isostatic mass balance principle. In order to avoid the double consideration of the effect of the topographic–isostatic masses within the data window, the effect of these masses for the used fixed data window, in terms of potential coefficients, has been subtracted from the reference field, yielding an adapted reference field. This adapted reference field has been used for the remove–restore technique. The necessary harmonic analysis of the topographic–isostatic potential using seismic Moho depths with variable density anomalies is given. A wide comparison among geoids computed by the adapted reference field with both the Airy–Heiskanen isostatic model and seismic Moho depths with variable density anomaly and a geoid computed by the traditional remove–restore technique is made. The results show that using seismic Moho depths with variable density anomaly along with the adapted reference field gives the best relative geoid accuracy compared to the GPS/levelling geoid. Received: 3 October 2001 / Accepted: 20 September 2002 Correspondence to: H.A. Abd-Elmotaal     

在数值预报中应用卫星反演资料的质量控制研究

资料变分同化作为提高数值预报准确率的有效手段之一，受到了越来越多的关注。如何将分辨率较高的卫星资料应用到数值预报中，弥补常规观测网时空分辨率的不足，成为数值天气预报的重要课题。以1996年6月28-29日发生在江淮流域的暴雨过程为例，依据其中尺度场和能量场特征，分别以低云量、急流、湿静力能为标准设计了三套质量控制方案。将质量控制后的反演湿度场变分同化并应用到中尺度MM5模式中，结果表明：经质量控制后，可以明显地改善降水区域及降水量的预报；对降水预报，特别是强降水天气过程的预报，该质量控制方案具有普遍意义。     

GPS折射角资料的变分同化试验

越来越多的新型观测资料为数值天气预报水平的进一步提高提供了许多新的机会。在各种新型的观测资料中,GPS(全球定位卫星系统)折射角资料无疑是非常重要的。GPS折射角资料具有分辨率高、全天候探测、覆盖全球等优点,实现对GPS折射角资料的变分同化,将具有非常重要的意义。文中介绍了如何获得及同化GPS折射角资料的原理。对GPS折射角资料的变分同化可以分为两种:间接同化和直接同化,文中对这两种方法都作了具体介绍。在变分同化的最小化过程中,计算效率无疑是最重要的,而优化步长的计算又直接关系到算法效率的成败。根据最小化算法的特点,通过数学推导,得出一种适合于各种最小化算法的计算优化步长的自适应方法。最后,还利用1995年10月11日的GPS折射角资料进行了数值试验,结果表明了变分同化方法和计算优化步长方法的有效性。     

实验速度场测量技术及对流边界层特征研究

在对流槽中对对流边界层(CBL)温度场实验研究的基础上,进一步尝试通过实验技术测量速度场并分析研究CBL中的速度场特征。在应用PIV测量技术时选用铝粉作示踪粒子。实验证明了在混合层中速度分布明显具有对流边界层热泡特性;混合层顶部的速度分布很好地反应出夹卷层的结构特征;湍流速度特征量的垂直分布合理,与野外实测结果和类似的对流槽实验结果接近;误差分析表明示踪粒子的跟随性良好,粒子速度的测量结果能真实地反应流体的运动特征,从而得证了分析结果的可靠性。     

二维波动方程约束反演的大范围收敛广义脉冲谱方法

针对二维波动方程，将大范围收敛的同伦 方法引入算子参数识别反演的过程，并结合求解不适定问题的Tikhonov正则化方法，设计了二维波动方程反演的大范围收敛广义脉冲谱方法，并利用测井资料进行了约束反演. 大量 的数值模拟结果以及抗噪实验均表明了方法的有效性.     

地震前兆观测仪器标定问题的探讨

标定工作，在地震前兆观测仪器的研究，使用及所得数据的处理中均已成为一个不可少的环节，但缺少有关标定问题的基石性研究和讨论。本文就标定的定义、种类、目的、要求、存在的问题等做一粗线的讨论，以期今后加强这一工作的深入研究。     

利用生育期水分供应系数进行旱涝区划的研究

根据不同作物不同发育阶段的需水特性，建立了作物蒸腾耗水模型。利用水分平衡方程。根据降水量及前期土壤水分储存量与作物蒸散耗水量的差，确定作物不同生育期水分满足程度的时间变化曲线，用以衡量水分的满足程度。     

华北地区区域性暴雨综合预报技术

华北地区区域性暴雨综合预报技术是以ＨＬＡＦＳ数值降水预报产品为基础，以物理量诊断为主要依据，综合使用上卫星云图，常规气象资料和国内外数值预报产品等众多信息逐步订正，以人机结合方式制作华北地区区域性暴雨预报的技术。实验表明，该技术对华北暴雨有较好的判断和预报能力，其主要特点是；基本上模拟预报员的预报思维和业务流程制作暴雨预报１，系统分段执行，透明度大，便于改进，也有利于预报员了解暴发生发展的机理和规     

地球化学样品中硒的循序提取技术

研究开发了一种硒的循序偏提取步骤，将地球化学样品中的硒选择性地循序提取到六个“操作上”定义的相态中：水溶性硒（水提取）；吸附在氧化矿物和粘土矿物上配位可交换的亚硒酸根离子（０．１ｍｏｌ／ＬＫＨ２ＰＯ４提取）；与有机质结合的硒（０．１ｍｏｌ／ＬＮａ４Ｐ２Ｏ７提取）；与铁锰铝氧化物和碳酸盐结合的硒（４．０ｍｏｌ／ＬＨＣｌ提取）；硫化物中的硒（ＫＣｌＯ３＋浓ＨＣｌ提取）；硅酸盐残渣中以副矿物和被硅质包裹的硒微粒存在的硒（ＨＦ＋ＨＮＯ３＋ＨＣｌＯ４强混合酸溶解）。对提取步骤的可行性和实用性作了详细的讨论。     

渗流场反分析及其在多孔介质中的应用

本文讨论了复杂地质环境中渗流场的反分析问题，利用地下水流数值模拟结合最优化技术，通过对地下渗流场的模拟和寻优，求得描述地下含水介质非稳定渗流场的重要参位──渗透系数和给水度的模型解，并应用于各向同性的多孔介质渗流场反分析实例中。