基于高光谱数据的天山北坡积雪孔隙率反演研究

以新疆天山北坡中段典型流域季节性积雪为研究对象,基于高光谱遥感监测技术,分析了融雪期积雪孔隙率与光谱反射率的相关性。采用偏最小二乘法(PLS)对相关性较高的波段进行压缩,并提取贡献率最高的前四个主成分,以此用来确定神经网络的隐含节点数、输入层、输出层的初始权值,建立PLS-BP模型进行积雪孔隙率反演研究。结果表明:当隐含节点数为3,模型的线性确定相关系数(R²)较高为0.9159,RMSE为0.04,相对误差为0.23。与传统偏最小二乘回归(PLSR)、主成分回归(PCA)建模方法相比,精度较高,所建定量模型可用于高光谱遥感反演积雪孔隙率。     

呼伦贝尔市大（暴）雪气候特征及类型分析

对呼伦贝尔市16个台站1970—2009年大（暴）雪日进行了统计分析得出：大（暴）雪日地域分布不均匀性,林区多于农区,农区又多于牧区;年代际特征是上世纪70年代与80年代日数相当,且日数较多,到了90年代日数大幅减少,进入本世纪初,大（暴）雪日又呈增多态势;春季3、4月份大（暴）雪日数多、秋季或初冬次之、隆冬反而少的分布特征。呼伦贝尔市大（暴）雪天气有两种主要天气类型。     

地面温度与雪面温度对比

通过平行观测,对德州市气象局所辖的陵县(2003～2004年)、武城(2004～2005年)、德州(2006～2007年)3站冬季有积雪时,人工站与自动站的地面温度观测资料进行统计分析,得出有积雪状况下的β值(β=自动观测地面温度/人工观测雪面温度)。自动观测的地面温度更能代表实际地面状况,这种对比关系可为使用地表温度的水文及农业部门提供一个更加准确的地面温度使用参数β,以掌握地面温度的变化规律,为地能、地热、地水的预测与判断提供准确数据。     

Respective influences of IOD and ENSO on the Tibetan snow cover in early winter

Using reanalysis data and snow cover data derived from satellite observations, respective influences of Indian Ocean Dipole (IOD) and El Niño/Southern Oscillation (ENSO) on the Tibetan snow cover in early winter are investigated. It is found that the snow cover shows a significant positive partial correlation with IOD. In the pure positive IOD years with no co-occurrences of El Niño, negative geopotential height anomalies north of India are associated with warm and humid southwesterlies to enter the plateau from the Bay of Bengal after rounding cyclonically and supply more moisture. This leads to more precipitation, more snow cover, and resultant lower surface temperature over the plateau. These negative geopotential height anomalies north of India are related to the equivalent barotropic stationary Rossby waves in the South Asian wave guide. The waves can be generated by the IOD-related convection anomalies over the western/central Indian Ocean. In contrast, in the pure El Niño years with no co-occurrences of the positive IOD, the anomalies of moisture supply and surface temperature over the plateau are insignificant, suggesting negligible influences of ENSO on the early winter Tibetan snow cover. Further analyses show that ENSO is irrelevant to the spring/early summer Tibetan snow cover either, whereas the IOD-induced snow cover anomalies can persist long from the early winter to the subsequent early summer.     

中国地区黑碳气溶胶的第一间接辐射强迫与气候效应

将区域气候模式（RegCM3）与对流层大气化学模式（TACM）耦合, 建立区域气候化学模拟系统（RegCCMS）, 用以模拟研究中国地区黑碳气溶胶的空间分布、 第一间接辐射强迫及其气候效应。利用RegCCMS模式对2003年1月和7月进行模拟, 结果表明, 我国黑碳气溶胶主要集中在四川、 河北、 山东等地, 1月份浓度最高值中心在四川, 达到4 μg·m-3; 而在7月则出现在华中地区, 高值中心值为3.5 μg·m-3。地面浓度的季节差异不是很明显。1月和7月由黑碳气溶胶所造成的第一间接辐射强迫全国平均值分别为-0.389 W·m-2和-1.18 W·m-2, 局部地区达到-4～-4.5 W·m-2。敏感性试验结果表明, 考虑黑碳气溶胶的第一间接气候效应后, 使得近地面气温下降, 降水减少, 1月变化的平均值分别为-0.025K和-0.0027 mm·d-1, 7月变化的平均值分别为-0.16K和-0.095 mm·d-1, 在不同季节和地区, 气温和降水的变化存在明显差异。     

2008年初我国南方冻雨雪天气环流及垂直结构分析

利用美国国家环境预报中心NCEP 1971\_2000年1月及2008年1月的再分析值高度、 温度和风的气候平均场, 以及国家气象中心要素库中的2008年1月8日～2月6日08：00～08：00 24 h降水和冻雨实况等实测资料, 对2008年初我国南方的持续冰冻过程的异常成因做了分析。结果表明, 在稳定的高空环流形势下, 来自极地的冷空气和来自南支槽前暖湿气流及东海、 南海的偏东气流交绥于我国大陆东南部, 加之稳定的滇黔静止锋、 华南静止锋和近地面冷高压前东北冷平流, 多因素综合导致了这场罕见持续冰冻天气; 冻雨出现在冷暖空气交界的锋区附近, 偏在能量锋区低值一侧。对流层中低层为西南暖湿气流, 强逆温层是冻雨天气突出的垂直特征, 贵州西部以没有融化层的“单层结构”为主, 贵州中部“单层结构”和“二层结构”均存在; 湖南省西部冻雨垂直结构表现为“单层结构”和“二层结构”, 以“二层结构”居多, 东南部郴州的冻雨垂直结构主要为“三层结构”和“二层结构”。逆温层之下湿度很大, 逆温层之上湿度迅速减小, 干\, 暖空气有利于稳定层结, 抑制低层湿空气向上扩散, 对南方阴雨天气和冻雨天气的维持起了不可忽视的作用。     

支持向量机在积雪检测中的应用

针对地球观测系统/中分辨率成像光谱仪EOS/MODIS（Earth Observation System/Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）影像资料中的积雪检测,提出了基于支持向量机SVMs（Sup-port Vector Machines）的遥感影像分类方法。分析了积雪检测过程中的特征选择和提取,建立基于支持向量机的遥感影像分类模型,并进行了积雪检测试验。结果表明,特征选择对积雪检测起到了积极的作用,同时也证明了支持向量机方法在遥感影像分类中的优势,值得进一步推广使用。     

“0801南方雪灾”与同期蒙古高压中期活动的关系

用1951—2008年58 a 1月10日—2月2日1 000 hPa高度场逐日NCEP/NCAR再分析格点资料,求得逐日蒙古高压的强度P和中心位置λc、c指数,用其对＂0801南方雪灾＂期间蒙古高压的中期演变过程进行统计分析。结果表明,2008年1月10日—2月2日蒙古高压强度P和中心所在纬度φc出现了连续4次振荡,它们与我国南方降温、降水振荡过程准同步。由P、（λc,c）给出的综合动态图上蒙古高压4次活动过程也很明显地与降温、降水中期过程一一对应。分析表明2008年1月10日—2月2日蒙古高压的这一中期演变特征,是1951年以来仅有的一次。因此,可以认为,在充沛水汽供应条件下蒙古高压强而连续的爆发是导致＂0801南方雪灾＂产生的直接环流成因。     

塔城地区积雪变化特征分析

利用1961--2005年塔城地区7个气象站,4个水文站实测积雪资料,分析了近45a塔城地区积雪变化特征,得出以下结论：塔城地区积雪时空分布不均,地域差异大,不论是积雪日数、稳定积雪日数、累积积雪深度均以Ⅰ型最多（大）,其次为Ⅱ型,Ⅲ型最少（小）;近45a和布克赛尔站积雪日数、稳定积雪期显著增多,裕民站积雪日数不显著增多,托里站积雪日数、稳定积雪期呈显著减少,其余各站均呈不显著减少趋势;塔城地区3种类型的积雪对区域气候变化有着不同程度的响应,各站最大积雪深度对冬季降水量的响应较敏感;近45a和布克赛尔站累积积雪深度序列在20世纪60年代末至今发生过一次显著增多的突变,突变点为1969年。     

塔城盆地暴雪预报方法和白灾的防御对策

从1970--1997年28a的资料中筛选出30个个例为对象,对其从高、中、低、地面4个层次形势场进行对比和分类,对产生暴雪的物理机制进行诊断分析,采用统计预报中的多因子综合相关预报方法筛选预报因子,用集合预报方法集成预报结果。据此提出畜牧业生产防御暴雪的对策。