《第一次全国地理国情普查地图集》设计与编制

《第一次全国地理国情普查地图集》是第一部综合反映中国地理国情基本特征的大型专题地图集,多尺度、多层次地展现了中国山、水、林、田、湖、草等地表自然要素以及房屋建筑区、铁路与道路等人文地理要素的地理位置与空间分布信息,是地理国情普查成果体系的重要组成部分。阐述了该地图集的内容设计与制图表达概况,重点介绍了该地图集设计思想、内容设计与组织、制图表达、装帧设计等方面的内容。该地图集可为政府与行业部门优化国土空间、建设生态文明、实施发展战略等工作提供基础资料和科学依据。     

基于无人机的配电导线断股缺陷检测系统设计与实现

配电导线的状态对用电需要和用电安全而言有着重要的意义,当配电导线处于断股状态时,将可能导致严重用电事故.传统断股检视方法常依赖于人工,费时费力.为此,本文设计与研发了一套基于无人机影像的配电导线断股缺陷实时在线检测系统.该系统利用无人机获取配电导线影像,通过WiFi和WinSock机制完成影像数据传输;采用FCN网络而对获取的影像进行图像分割,仅保留导线信息.针对断股导线特有的图像特征,采用滑动窗口思想,沿导线轴向方向提取窗口内的图像特征参数,查找异常特征参数窗口,从而实现断股导向的自动检测.最后基于实测数据对系统的实验效果进行了验证.结果表明数据传输保持稳定、配电导线断股智能识别准确性高,所设计和研制的系统对配电导线安全检查有重要意义.     

利用ObjectARX.NET技术的地下管线成图及属性管理软件的实现及应用

随着社会发展进程的加快,城市地下管线数据在城市有机更新改造过程中起着重要作用.本文以单位地下管线管理服务需要为目标,以ObjectARX.NET为技术支撑,以管线测绘部门采集提交的mdb数据库为基础,开发了基于ObjectARX.NET技术的地下管线成图及属性管理软件,详细阐述了地下管线成图及属性管理软件结构和实现的关键技术.实现了地下管线自动成图和地下管线数据的属性查询功能,此软件具有操作简便,耗时少,成本要求低等优点.     

The Asymmetry of Subsurface Temperature Anomalies Associated with ENSO in the Equatorial Western Pacific

The phenomenon of ENSO asymmetry has been recognized for many years, but most studies have focused on the asymmetry of surface temperature anomalies in the equatorial eastern Pacific. Here, the authors investigate the temperature asymmetry associated with ENSO in the subsurface of the western Pacific through analysis of observations and numerical experiments with an ocean GCM. Both the observation and simulation exhibit significant ENSO asymmetry, characterized by negative temperature skewness in the equatorial western Pacific and positive skewness in the eastern Pacific. Heat budget analysis reveals that nonlinear dynamical heating results in the positive temperature asymmetry in the equatorial eastern Pacific, but tends to weaken the negative temperature asymmetry in the equatorial western Pacific. The climatological meridional current transports the temperature anomalies and corresponding negative asymmetry from the off-equator region to the equator in the subsurface of the western Pacific. Through a sensitivity experiment with reversed wind stress forcing, the authors suggest that the skewness of the wind stress anomalies does not contribute to the negative temperature asymmetry in the western Pacific in the first-order approximation, while the internal nonlinear dynamics does play a key role. The study suggests that, as a result of nonlinear processes, the oceanic responses to anomalous wind stress are nonlinear and asymmetric in the tropical Pacific.     

一次江淮强暴雨过程的湿有效能量及其收支特征

利用高分辨率的WRF模式模拟结果,采用基于格点的湿有效能量计算方案,对一次江淮梅雨期强暴雨发生发展过程中湿有效能量的时空演变特征进行分析,并从定性和定量的角度探讨了能量方程转换项、平流项和垂直输送项对强暴雨过程中湿有效能量的输送和积聚作用。结果表明,强暴雨过程中湿有效能量的时空特征与强暴雨发生发展具有良好的对应关系,对流层低层800 h Pa湿有效能量40×104J·h Pa-1·m-2的等值线范围和该等值线伸展至500 h Pa附近可作为判断强暴雨发生的必要条件。暴雨发生前2~3 h的能量快速积聚及其对暴雨区移向的引导,对强暴雨预报具有良好的指示作用。湿有效能量的水平和垂直输送及转换确保了能量的积聚和对流层中层能量的增加,为强暴雨的发生和维持提供了充足的能量。     

2013年7月1日河北宁晋极端短时强降水成因研究

2013年7月1日午后至夜间,华北出现一次区域性暴雨和局地大暴雨过程。局地极端降水出现在河北省邢台市宁晋县四芝兰镇,过程雨量409 mm,其中当日17—19时连续2 h雨量超过100 mm。利用常规高空和地面观测资料、NCEP再分析资料和石家庄新一代天气雷达资料,探讨了宁晋极端短时强降水的形成原因。主要结论是:(1)低槽、冷锋、副热带高压及其外围低涡切变线为其主要影响系统,海南附近台风远距离影响加强了水汽自南向北的输送,半定常的地面辐合切变线对新生对流的触发和已有对流的维持及加强起到重要作用;(2)宁晋最强降水期间,其上空具有较强的垂直风切变,有利于高度组织化的对流系统发展;(3)对流系统的后向传播使回波主体移动缓慢、持续时间长,而回波强度大和雨强很强,则导致四芝兰镇极端强降水,此外,具有弱中气旋的超级单体相对较长时间的影响使其对四芝兰镇强降水具有重要贡献;(4)产生极端降水的对流系统属于高质心发展强烈的大陆强对流型,而非更易导致强降水的低质心系统。同时,针对众多学者研究北京"7.21"特大暴雨得到的一些结论进行了进一步探讨和验证。     

中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估

中国国家气象信息中心基于2400多个国家级台站观测日降水量和CMORPH卫星反演降水产品,采用概率密度匹配和最优插值相结合的两步数据融合方法,研制了中国区域1998年以来的0.25°×0.25°分辨率的逐日融合降水产品(CMPA_Daily)。通过该数据集与广泛应用于中国天气气候领域的两种国际上降水融合产品TRMM 3B42(Tropical Rainfall Measuring Mission, 3B42)和GPCP(Global Precipitation Climatology Project, 1 degree daily)的对比评估,考察CMPA_Daily产品的质量,评价其能否合理体现中国降水的天气气候特征。首先利用2008—2010年5—9月独立检验数据定量对比了CMPA_Daily、TRMM 3B42和GPCP 三种降水产品的误差,结果表明,在误差的时间变化和空间分布上,CMPA_Daily均具有最高的相关系数和最小的平均偏差及均方根误差,TRMM 3B42其次,GPCP的误差相对较大。CMPA_Daily只低估了大暴雨,TRMM 3B42低估了大雨以上量级的降水,而GPCP低估了除小雨以外的所有降水。CMPA_Daily产品因融入了更多的站点观测信息,不论在中国东部沿海,还是中西部地形复杂区,其精度均优于TRMM 3B42和GPCP产品,即使在站点稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily降水量也更加接近站点观测,呈现明显的高相关。CMPA_Daily与独立检验数据的高相关在地形起伏时效果也较稳定,TRMM和GPCP的相关系数则随着地形变化幅度陡变而非常明显地降低。进一步通过对比分析各降水产品1998—2012年的气候平均降水特征表明,3种资料对中国区域气候平均降水量、降水强度、频率分布以及年际变化的总体描述基本一致,因有效融入了更多的中国站点观测信息,不论降水空间分布还是降水量,CMPA_Daily与地面观测均最为接近,在中国的中东部大部分地区对降水的估计精度明显更高,而在站点分布较稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily的降水分布型与TRMM、GPCP卫星融合资料类似,较地面站点插值产品更能体现出合理的降水分布。对中国强降水事件监测对比表明,CMPA_Daily产品可以更加准确地描述降水的强度变化,细致刻画降水空间分布,在把握降水小尺度特征上具有明显的优势,体现出高分辨率、高精度降水产品的特点。     

中央气象台台风强度综合预报误差分析

本文从总误差、逐年趋势、误差分布等方面对2001—2012年中央气象台（Central Meteorological Observatory, CMO）的台风（TC）强度综合预报水平进行分析,初步分析了强度迅速变化台风预报偏差大的原因。结果表明,强度预报水平没有明显改善,预报误差呈现逐年波动状态,强度稳定TC的预报误差最小,迅速加强TC的预报误差最大。24、96~120 h预报偏强的概率较大,而48~72 h预报偏弱的概率大。南海东北部等海域的预报误差较大,应在业务预报中特别予以关注。随着TC强度的逐渐增强,强度预报在120 h内预报偏强的可能性变大,而强度预报偏弱的可能性减小。根据误差分析结果,提出了一个强度概率预报方案,检验结果表明可在业务中参考使用。     

交通限行对细颗粒物浓度及其谱分布的影响

采用电迁移率粒径谱仪SMPS 3936对颗粒物数浓度及其谱分布进行了实时监测,对2013年兰州市国际马拉松赛交通管制期间细颗粒物浓度及其谱分布特征开展研究,并通过多元对数正态分布拟合和主成分分析方法分别对数浓度谱特征及其影响因素进行了分析,以阐明2013年兰州国际马拉松赛期间交通管制对细颗粒物浓度及其谱特征的影响。气象条件相似的交通限行期间,交通限行日50~100 nm,100~200 nm和200~500 nm粒径段颗粒物数浓度均较正常周六有所降低,特别是50~200nm粒径段颗粒物表现最为显著,在此期间,交通限行日50~100 nm和100~200 nm粒径段平均颗粒物数浓度分别为2567.5±807.4 cm-3和1567.8±193.8 cm-3,分别较正常周六相应时段低60.2%和67.2%。交通限行对颗粒物数浓度的影响主要集中在107 nm为峰值粒径的积聚模态附近,而气象条件对10~300 nm粒径段颗粒物数浓度均有较显著的影响,最大影响在80 nm附近。     

A REGIONAL COUPLED AIR–SEA–WAVE MODEL: SIMULATION OF UPPER-OCEAN RESPONSES TO AN IDEALIZED TROPICAL CYCLONE

In this study a coupled air–sea–wave model system, containing the model components of GRAPES-TCM, ECOM-si and WAVEWATCH III, is established based on an air–sea coupled model. The changes of wave state and the effects of sea spray are both considered. Using the complex air–sea–wave model, a set of idealized simulations was applied to investigate the effects of air–sea–wave interaction in the upper ocean. Results show that air–wave coupling can strengthen tropical cyclones while air–sea coupling can weaken them; and air–sea–wave coupling is comparable to that of air–sea coupling, as the intensity is almost unchanged with the wave model coupled to the air–sea coupled model. The mixing by vertical advection is strengthened if the wave effect is considered, and causes much more obvious sea surface temperature (SST) decreases in the upper ocean in the air–sea coupled model. Air–wave coupling strengthens the air–sea heat exchange, while the thermodynamic coupling between the atmosphere and ocean weakens the air–sea heat exchange: the air–sea–wave coupling is the result of their balance. The wave field distribution characteristic is determined by the wind field. Experiments are also conducted to simulate ocean responses to different mixed layer depths. With increasing depth of the initial mixed layer, the decrease of SST weakens, but the temperature decrease of deeper layers is enhanced and the loss of heat in the upper ocean is increased. The significant wave height is larger when the initial mixed layer depth increases.