基于卫星高度计和浮标漂流轨迹的海洋涡旋特征信息对比分析

本文基于Chelton提供的涡旋数据集和浮标漂流轨迹提取的涡旋结果,对1993—2015年的全球涡旋进行特征信息对比分析。结果表明,在全球范围内高度计涡旋数据集中的欧拉涡旋和浮标漂流轨迹提取的拉格朗日涡旋的配对成功率在空间分布上并不均衡,在中纬度(20°—60°S,20°—60°N)配对成功率最高可达25%,而在20°S—20°N区域内配对成功率不到10%。由于低纬度地转效应并不显著,卫星高度计无法有效观测到涡旋,但通过浮标漂流轨迹识别出的拉格朗日涡旋却大量存在,这说明在低纬度区域内,采用漂流浮标手段对涡旋进行观测,能够有效地弥补卫星高度计识别涡旋的区域限制。进一步分析表明,总体而言,提取的欧拉涡旋半径要大于拉格朗日涡旋闭合回路半径。两种识别方法获得的涡旋(闭合回路)在20°—50°S, 20°—50°N的副热带和中纬度海区半径大致相当; 20°S—20°N度以内(特别是近赤道区域)、高纬度区域以及西边界流区域,欧拉涡旋半径是同期拉格朗日涡旋闭合回路半径的3倍或更多。此外,对配对涡旋的Rossby数分析结果显示,拉格朗日涡旋较小的闭合回路对应较大的平均相对涡度,这表明浮标在被中尺度涡俘获后,更容易在相对涡度较大的地方(如中尺度涡中心、中尺度涡边缘等)形成闭合回路。     

Derivation of Parametric Tropical Cyclone Models for Storm Surge Modeling

In this paper, the parametric tropical cyclone models for storm surge modeling are further developed. Instead of tangential wind speed via cyclostrophic balance and radial wind speed using a simple formulation of defection angle, the analytical expressions of tangential and radial wind speed distribution are derived from the governing momentum equations based on the general symmetric pressure distribution of Holland and Fujita. The radius of the maximum wind is estimated by tropical cyclone wind structure which is characterized by the radial extent of special wind speed. The shape parameter in the pressure model is estimated by the data of several tropical cyclones that occurred in the East China Sea. Finally, the Fred cyclone (typhoon 199417) is calculated, and comparisons of the measured and calculated air pressures and wind speed are presented.     

GPSRO同化对天山暴雪影响的模拟研究

GPS掩星资料(GPSRO)业务同化的正效果已经在多个国家的数值预报中心得到证实,但在新疆数值预报业务中尚未应用。为验证GPSRO同化对天山暴雪预报的影响,本文以GFS数据为背景场,用WRFDA同化了GPS掩星事件反演的折射率和温湿廓线,评估了其对2014年12月07日08时到09日08时的天山暴雪过程预报效果的影响,对比分析了两者同化产生的影响半径。研究发现,GPS掩星温湿廓线和折射率同化对此次天山暴雪过程预报均有正效果,改善幅度前者劣于后者。同化后风场U、V分量沿风向方向的影响半径均大于垂直风向方向,其增量极值中心位置向下风方向偏移。温度、湿度场的分析增量分布均接近各向同性,增量极值中心位置与掩星事件位置相对应。同化后温度分析均以增暖为主,湿度分析以增湿为主,气压分析以减压为主。温湿廓线同化产生的资料影响半径平均大于折射率同化产生的影响半径。并且,在任何网格点,无论是温度场还是比湿场,温湿廓线同化产生的分析差的绝对值大于折射率同化。温湿廓线与折射率同化后风场的分析增量整体上均随着高度的增加先减后增,温度场分析增量整体上随高度升高而增大,气压分析增量随高度升高单调递增, 比湿分析增量绝对值的大值区主要集中在500hPa以下的低空,其最大值位于700hPa附近。     

基于MODIS的2001年—2012年北京热岛足迹及容量动态监测

利用2001年—2012年MODIS分裂窗算法反演得到的1 km分辨率地表温度产品分析了北京城市热岛效应。首先计算北京2001年—2012年地表温度年平均值,其次利用半径法确定热岛足迹并计算热岛容量。结论如下:(1)热岛足迹及热岛容量昼夜差异明显,2012年白天热岛足迹是夜间的1.5倍,这是由于城市下垫面热特性差异及人为活动的综合影响。(2)2001年—2012年北京城市高温区在空间上向南北扩展,热岛足迹和热岛容量呈阶段性增长。2010年白天热岛足迹最大,半径为28 km,面积是2001年的2.4倍。当热岛足迹相同时,城市绿地和水体功能区的分布和布局方式等因素能够影响热岛容量。城市建设用地和农村居民点对城市热环境贡献率明显高于其他土地利用类型。当建设用地面积比例超过50%时,区域会产生显著的热岛现象。(3)根据北京热岛足迹及容量时空动态变化特征,提出改善城市热岛的措施。     

利用分形的北京城市空间拓展分析

北京是中国的首都,全国的政治、文化中心和国际交往的枢纽,开展北京的城市形态结构分析,并且运用分形思想规划城市对北京人居环境的改良和人地关系的协凋都有着重要意义。鉴于此,该文基于城市分形理论中的面积-半径法和Landsat卫星遥感影像,估算了北京不同时期和2011年不同方位的城市形态半径维数以确定北京城市空间范围,并分析了北京城市空间拓展特征。研究结果显示:以天安门为中心,北京1978、1990、2000和2011年城市半径分别为7.5、10.5、14.5、16.0km,各时期城市形态半径维数均高达1.95以上,反映出北京城市空间结构的相对杂乱以及人-地关系的不协调,2000年以后则有所改善。2011年北京城市西北方位半径维数高达2.0以上,显示该方位城市空间拓展的不可持续性,而西南、东南、东北方位的半径维数在1.91~1.98之间,显示这三个方位城市建设用地密度总体呈减少趋势,但需要不断降低半径维数以保证城市空间发展的可持续性。     

抽水试验在城市轨道交通工程勘察中的运用

地下工程建设中不可避免地遇到地下水的控制问题,正确的水文地质参数是准确预测基坑涌水量进而进行地下水控制的前提.文章以郑州地铁5号线经开第八大街站的现场抽水试验为基础,通过1个抽水试验孔、2个观测孔进行了 3个不同水位降深的抽水试验,以更精确地确定含水层的水文地质参数,为深基坑地下水控制设计和施工提供重要的基础数据,对类...     

轮回搜索-贝叶斯法及其在大地测量反演中的应用

分析了反演中常用的贝叶斯逼近法、轮回搜索法两种算法的优缺点，提出轮回搜索一贝叶斯联合算法，该算法可以很好地反演出先验信息不明的参数。利用喜马拉雅区域GPS速度场，通过位错模型结合轮回搜索-贝叶斯方法，反演分析了印度板块与欧亚板块的碰撞情况。     

北京城区绿地防灾避险功能评估

城市绿地具有重要的防灾避险功能。以北京城区具有防灾避险功能的绿地为研究对象, 划定了不同类型绿地的防灾避险服务半径, 利用ArcGIS的缓冲区分析工具, 对研究区内绿地 的防灾避险服务范围进行了分析。结果表明:绿地防灾避险有效服务面积占研究区的 71.22%,3.94万hm²的区域处于服务盲区, 主要分布在五环路以外的海淀、丰台和朝阳区; 从防灾避险绿地和服务范围的覆盖率来看, 西城区>东城区>朝阳区>石景山区>海淀区> 丰台区, 有111个街道、地区办事处和乡镇覆盖率在90% 以上, 但仍有占研究区面积 24.08%的办事处和乡镇覆盖率在80%以下;此外, 防灾避险绿地及服务区覆盖率由市中心向 外围呈现递减趋势。     

激发极化法在四川红层地区水资源勘察中的应用

阐述了激发极化法的基本原理和技术方法,利用激发极化法的极化率、电阻率、衰减度半衰时、充电率等极化参数在四川红层地区寻找地下水,并探讨了红层地区的含水层位,以及含水层位的确定。该方法受地形影响小,曲线反映异常直观,能有效解决红层地区的找水任务。     

GPS控制站控制半径的探讨

笔者通过对200个以上测点用不同GPS控制站的控制参数,用随机软件分别计算单个测点的三维坐标(即x、y、h),并计算测点与控制站之间的距离以及坐标、高程的差值,采用线性回归和正态直方图两种分析方法展示距离与差值之间的关系,得出距离与差值之间不存在线性关系。因此,在本项目的后续工作过程中将GPS控制站的控制半径适当延长至80km(试验的距离范围0～88.621km)。由此建议在以后不同比例尺的GPS定位测量中应增加对GPS控制站控制半径的试验对比工作,不同区域可能有所差异,则工作方法也有所不同。在满足《规范》和《任务书》的条件下,灵活部署具体工作的实施方法。