国产单极化SAR数据在锰渣尾矿库自动化识别中的应用

为了挖掘国产单极化SAR数据在自动化识别尾矿库中的作用,辅助光学数据以提高锰渣尾矿库的识别精度,针对锰渣尾矿库及其在光学遥感图像中容易混淆的目标,从定性的角度分析了二者的散射特性以及在SAR图像中的差异特点;并开展锰渣尾矿库自动化识别研究;利用面向对象的方法对光学遥感图像进行分割;选取典型锰渣尾矿库及其易混淆目标,进行纹理特性计算。实验结果表明:可以通过纹理特征有效地建立锰渣尾矿库在雷达图像中的识别规则,为实现光学遥感数据和雷达数据相结合的计算机自动识别锰渣尾矿库提供基础。     

九孔鲍室内流水养殖

设计了陆上室内流水养成池和育苗池进行集约化养鲍。每个养成池70m×5．0m×1.8m，放鲍笼1254个，每笼放养壳长2cm的九孔鲍40～45只，投喂新鲜江湾。经8～10个月的饲养，鲍壳长可达6cm，成活率达70％～85％。     

珠海地区凡纳滨对虾淡水养殖池浮游植物群落的演替

对珠海凡纳滨对虾淡水养殖池塘浮游植物及其理化因子进行了调查和分析,结果表明:调查中共检出浮游植物143种,优势种主要有林氏藻、螺旋鱼腥藻、小颤藻、微囊藻和点状平裂藻等,物种多样性指数在0.24~2.77之间,优势度与多样性指数呈显著的负相关,相关系数r=-0.984;而均匀度与多样性指数呈显著的正相关,相关系数r=0.967,养殖后期优势度不高,浮游植物的密度及化学因子的浓度到后期都有所上升,藻类密度的剧烈变化会引起氨氮和硫化氢含量的变化;藻类密度的波动滞后于无机氮的波动,群落演替具有突发性、时间短、速度快等特点。     

Response characteristics of plunge pool slabs of Xiaxiluodu Hydropower Station to flood discharge pulsating-pressure under valley deformation conditions

The key problem of the energy dissipation scheme of the arch dam body flood discharge and plunge pool below the dam is the stability problem of the plunge pool slab. As the protection structure of the underwater bed, the plunge pool slab bears the continuous impact of high-speed water flow. The hourly average dynamic water pressure on the slab is one of the main loads directly affecting the stability of the slab and is the main factor causing its erosion destruction. After the impoundment of the Xiluodu Hydropower Station, the measuring line of valley width in the plunge pool area has been continuously shrinking. By 2020, the cumulative shrinking value is about 80 ​mm. In light of the general background condition of valley shrinkage, daily inspection, annual detailed inspection, underwater inspection and drainage inspection of the plunge pool found that the plunge pool has experienced different degrees of damage, which greatly influences the long-term safety stability of the plunge pool. In this paper, the prototype observation data of flood discharge is used as the input load of pulsating-pressure, and the stress and displacement distribution of the plunge pool structure under the vibration load of flood discharge is analyzed under the condition that the stress and strain state of the plunge pool is changed under the influence of valley displacement. The results show that the stress, strain, and displacement distribution of the plunge pool are mainly caused by valley deformation, the vibration caused by flood discharge is little in influence, and the impact effect of deep hole flood discharge tongue on the plunge pool slab is weak.     

DGNSS 数据传输格式 RTCM3.2的介绍及解码研究

传统的网络RTK中数据中心和流动站的数据传输一般采用RTCM SC‐104格式,而数据中心和参考站之间一般采用接收机厂商自定义的实时数据格式。为了满足新一代网络RTK多系统,多信息类型的实时数据传输,RTCM 委员会专门推出了最新的 RTCM 10403.2数据格式。本文详细介绍了最新版的 RTCM3.2电文特点,新增的MSM 电文,编、解码方式以及对BDS系统的支持。给出了M SM电文组的解码流程,通过对实时数据进行解码实验,证明了算法的正确性和可靠性。     

地形作用下低空急流的演变与强降水对流风暴系统的相互作用

利用雷达、卫星、风廓线雷达和地面加密区域自动气象站等观测资料,分析了2016年入梅后发生在鄂东地区一次极端强降水事件的中尺度对流系统发生发展过程、结构演变及其传播特征,旨在揭示造成强降水过程中的3个中尺度对流系统（MCS）的触发、发展、维持机理以及它们之间内在的中尺度动力学关系,尤其是地形作用下的低空急流的演变与强降水对流风暴系统相互作用过程。研究表明:（1）与大多数梅雨锋上的强降水带与低空切变线平行分布不同,此次极端强降水雨带呈倾斜的“n”字形,其中两条主雨带近乎与低空切变线垂直;此次极端强降水分别由大别山迎风坡上西北—东南向MCS、湖北中东部平原地区西北—东南向MCS和桐柏—大洪山东侧东北—西南向MCS造成。3个MCS移动缓慢,都具有后向传播的特征。（2）大别山迎风坡上MCS初始雷暴是低空急流下边界不断向下扩展过程中在地形抬升作用下触发的,而湖北中东部平原地区的MCS和桐柏—大洪山东侧MCS的触发、发展、加强都与大别山迎风坡上MCS形成的冷池加速推进形成的出流边界与环境气流形成的强烈辐合抬升作用有关。（3）垂直于大别山的边界层西南急流对山坡上的对流冷池产生的顶托作用不仅平衡了冷池密度流产生的向下作用力,而且进一步强化了山区的辐合抬升强度,使得大别山迎风坡上强降水风暴系统得以长时间维持和发展;当山坡上的对流冷池堆积到足够厚度,或者由于低空急流的下边界迅速抬升时,这种平衡被打破,大范围的冷池俯冲下山并在平原地区快速推进,造成了湖北中东部平原地区大范围的雷暴大风和MCS发展加强,并沿冷池前沿逐步组织化,形成平原地区东南—西北向的强降水带。      

2014年5月8—9日引发珠江口区域强降水的两个长生命史MCS特征分析

2014年5月8日上午至9日白天,广东中南部珠江口地区连续受MCS A1、MCS A2两个长生命史中尺度对流系统影响,形成长时间强降水。其中5月8日午后华南内陆地区MCS A1逐步增强,从广西东部向广东珠江口方向移动,陆上活动时间超过11 h; MCS A2从9日凌晨至上午持续影响珠江口沿海地区,维持时间超过9 h,导致珠江口沿海地区出现400 mm 以上单站降水量。过程发生前,8日早上华南南部地区具有弱地面温度梯度,中午MCS A1对流触发与广西南部地面南风增强、华南南部云开大山—云雾山中尺度地形抬升有紧密关系;在弱斜压环境条件下,MCS A1从层云伴随线状对流结构演变为中尺度涡旋组织结构。8日夜间MCS S1入海后,与陆上遗留冷池相关的地面温度边界稳定在珠江口西侧沿海地区;9日凌晨西南低空急流增强后,MCS A2在珠江口沿海残留冷池边界附近开始发展,在向上游迎风方向传播的过程中,逐步形成多条平行β中尺度线状对流组织结构,对流系统整体移动缓慢,造成珠江口沿海地区出现较高的总降水量。计算表明MCS A2冷池边界扩张速度与低层垂直切变相对平衡,有利于形成较为直立的对流单体,增强的边界层水汽输送、更高的对流单体高度有利于产生较高的降水强度。通过总结这两个华南地区长生命史MCS发生发展过程,表明通过分析对流反馈造成的边界层/近地面层热动力特征变化,对于分析MCS发展特征、提高华南前汛期中尺度暴雨预报能力具有重要意义。     

亚洲区域海—陆—气相互作用对全球和亚洲气候变化的作用研究进展

围绕全球变化研究国家重大研究计划项目“亚洲区域海—陆—气相互作用机理及其在全球变化中的作用”预定的总体研究内容和科学目标,项目执行两年多以来,取得了一系列阶段性科研成果.关于气候动力学方面,项目揭示了热带印度洋—西太平洋暖池的海温变化是全球热带气候年代际变化的重要驱动力,是全球尺度副热带干旱的重要调控器;发现热带东太平洋海温存在冷舌模态,它是一个海气耦合模态,阐明在全球变暖背景下其对ENSO型态变异的作用及影响东亚气候的机理;揭示了青藏高原热力强迫的异常特征及其气候效应;提出了水平非均匀基流中行星波传播的理论,研究了其在不同东亚夏季风背景下的传播特征.关于气候预测方法方面,提出了若干有物理基础的气候预测方法,如尺度分离的降尺度预测新方法、基于北大西洋涛动(NAO)-ENSO的东亚夏季风预测模型、基于南半球环状模的东亚气候预测模型等,为业务部门提供了重要参考.关于观测方面,项目在亚洲区域海气补充观测和海洋资料同化方面也取得突出进展,成功进行了南海18°N断面海洋综合观测,为形成我国第一条南海断面长期海气观测打下了基础.在国际合作方面,项目还继续推动和领导了“亚洲季风年”(AMY2007-2012)与“东亚气候模拟”国际计划,提升了我国在该领域的国际地位.     

基于雷达资料四维变分同化技术对北京地区一次下山突发性增强风暴热动力机制的模拟分析

利用三维数值云模式和雷达资料四维变分(4DVar)同化技术,通过对4部新一代多普勒天气雷达探测资料进行快速更新同化和云尺度模拟,初步分析了2009年8月1日发生在北京地区的一次短生命史、突发性增强风暴的低层动力和热力影响机制。此次风暴过程处于弱天气尺度背景和弱层结背景下,冷池和低层环境风场相互作用是造成山上对流风暴增强传播下山的关键机制,而风暴的短生命史和平原地区上空弱风垂直切变环境有关:在对流风暴产生的初期,由于平原地区局地热力、动力场分布的差异,在平原地区西部近地面形成冷池结构,而冷池的“障碍物”作用进而阻碍环境风场的传播。在此机制下,导致在冷池东南边缘附近形成辐合中心、较强的低层水平风垂直切变和全螺旋度大值中心,有助于风暴传播下山。在风暴临近山边阶段,平原地区原有冷池的“绕流”等机制仍然有助于形成有利于主体风暴传播下山增强的近地面辐合中心、强低层水平风垂直切变和全螺旋度大值中心等环境。此外,随着山上风暴降水产生若干冷池,由于风暴形成的阵风锋抬升作用以及新生冷池与老冷池的逐渐发展并相互靠近,使冷池之间暖空气不断抬升,在冷池之间低层形成较强的辐合中心、全螺旋度大值中心。并且,由于冷池边缘的热力场分布不均匀,同样在冷池边缘形成较大扰动气压和扰动温度,增大了垂直加速度,在冷池之间中高层形成上升气流区,这些机制使北部风暴重新增强和新生风暴产生的同时,最终也导致这些风暴互相靠近,合并组织成带状回波。风暴在平原传播阶段,带状回波产生的冷池进一步增强,并明显扩展。低层风场指示冷池出流(阵风锋)更加强烈且存在明显的“前冲”特征,显现出部分飑线系统特征。但是,由于此时平原地区处于弱风垂直切变环境,此时冷池强于低层风垂直切变,即冷池产生的负涡度大于低层风垂直切变产生的正涡度,因此,冷池前沿的上升气流向后倾斜并导致阵风锋逐渐离开主体风暴,不利于沿着出流边界形成新的对流单体,从而不利于维持对流风暴系统的发展传播。随后,阵风锋和前方东南气流交汇,形成新的孤立单体。并且,基于模拟结果计算了与对流系统发展密切相关的全螺旋度、风垂直切变。结果显示,风垂直切变(尤其是0—3 km)和全螺旋度与风暴发生和传播位置及强度相关性较高,反映出模拟量对带状回波风暴过程具有较好的指示意义。     

Geochemistry of coral from Papua New Guinea as a proxy for ENSO ocean–atmosphere interactions in the Pacific Warm Pool

A Porites sp. coral growing offshore from the Sepik and Ramu Rivers in equatorial northern Papua New Guinea has yielded an accurate 20-year history (1977–1996) of sea surface temperature (SST), river discharge, and wind-induced mixing of the upper water column. Depressions in average SSTs of about 0.5–1.0 °C (indicated by coral Sr/Ca) and markedly diminished freshwater runoff to the coastal ocean (indicated by coral δ¹⁸O, δ¹³C and UV fluorescence) are evident during the El Niño – Southern Oscillation (ENSO) events of 1982–1983, 1987 and 1991-1993. The perturbations recorded by the coral are in good agreement with changes in instrumental SST and river discharge/precipitation records, which are known to be diagnostic of the response of the Pacific Warm Pool ocean–atmosphere system to El Niño. Consideration of coastal ocean dynamics indicates that the establishment of northwest monsoon winds promotes mixing of near-surface waters to greater depths in the first quarter of most years, making the coral record sensitive to changes in the Asian–Australian monsoon cycle. Sudden cooling of SSTs by 1°C following westerly wind episodes, as indicated by the coral Sr/Ca, is consistent with greater mixing in the upper water column at these times. Furthermore, the coral UV fluorescence and oxygen isotope data indicate minimal contribution of river runoff to surface ocean waters at the beginning of most years, during the time of maximum discharge. This abrupt shift in flood-plume behaviour appears to reflect the duration and magnitude of northwest monsoon winds, which tend to disperse flood plume waters to a greater extent in the water column when wind-mixing is enhanced. Our results suggest that a multi-proxy geochemical approach to the production of long coral records should provide comprehensive reconstructions of tropical paleoclimate processes operating on interannual timescales.