冬季亚洲中纬度极端低温事件与巴伦支—喀拉海异常增暖的关系及联系机制

利用1979～2019年NCEP-DOE再分析资料,分析了亚洲中纬度冬季极端低温事件发生频次与巴伦支—喀拉海异常增暖的联系及可能机制。研究表明:巴伦支—喀拉海异常增暖通常对应西伯利亚高压异常增强及亚洲中纬度极端低温频发。进一步分析发现,伴随巴伦支—喀拉海异常增暖,新地岛、乌拉尔山附近出现位势高度正异常,在位势高度正异常的东侧、南侧对应显著的冷平流及下沉运动异常,并在近地面出现异常辐散气流,使得西伯利亚高压增强且向东南延伸。热力学方程诊断的结果表明:西伯利亚高压异常南侧东北风导致的异常冷平流、偏东风异常经过地形造成的异常上升运动以及辐射、感热、潜热交换造成的异常非绝热冷却导致亚洲中纬度近地面温度季节循环振幅增大,有利于极端低温频发。     

一种基于集合最优插值的排放源快速反演方法

基于集合卡尔曼滤波的源反演方法是估计排放源、提高空气质量模拟和预报精度的有效方法。为构建排放源与污染物浓度之间的误差协方差矩阵,该方法通常需要运行几十次大气化学传输模式。庞大的计算量限制了该方法的应用,使其无法为实时预报系统快速更新排放源。本研究发展了一种基于集合最优插值的排放源反演方法。该方法使用历史集合数据构建误差协方差矩阵,仅需一次常规的空气质量模拟便可根据观测模拟差异反演排放源,从而显著降低计算量。本文使用该方法同化2015年1月全国1107个地面站点观测的CO小时浓度数据,结合2014年1月的历史集合数据集,估计2015年1月全国15 km分辨率的CO排放源。该方案反演的全国CO排放总量仅比使用2015年1月集合数据集的反演量高1%,表明历史时段与反演时段的气象条件差异对月均CO排放的影响有限。使用历史集合数据集更新的排放源再次模拟可将全国349个独立验证站点的平均低估从0.74 mg m?3降至0.01 mg m?3,均方根误差降低18%,表明该方法可快速更新排放源并降低其不确定性。     

新疆阿勒泰克兰河中游地区冬季积雪分布及特性分析

新疆阿勒泰地区是中国季节性积雪水资源最为丰富的地区之一。2016年12月在克兰河中游地区开展了积雪观测,利用直尺和量雪筒测量雪深和雪密度,调查了积雪水资源的分布情况;利用针式温度计测量雪层温度,获取了雪层之间的温度梯度;利用雪特性分析仪和显微镜测量了积雪剖面的雪层密度、液态水含量、介电常数和雪粒径。通过分析研究区积雪水资源的空间分布和积雪特性的垂直分异发现：研究区雪深的分布非常不均匀,北部的雪深总体上大于南部,即使在同一地区,雪深也因风力等原因而分布不均匀;研究区总体上属于"干寒型"积雪,密度较小,且密实化迅速;各雪层属于干雪或者湿度极低的潮雪,绝大多数雪层的液态水含量在0.3%以下;积雪温度总体上从表层到底层逐渐升高,表层温度日变化较大;阴天积雪温度高于晴天,各雪层温度日变化小于晴天,且午后积雪会出现负温度梯度,冷中心出现在积雪次表层;雪粒径较小,雪粒长短轴比的最小值出现在中间层,且符合新雪的粒径特点。     

海洋大地水准面的多尺度分析

利用径向基函数多尺度分析方法,将GOCO05S模型海洋大地水准面分解为3个尺度,并进行详细的分析统计。分解后重构的大地水准面精度达到了±0.02m,表明了径向基函数出色的多尺度分析能力。对不同深度层面上大地水准面异常的分布及成因做了深入探讨。浅层上地幔大地水准面异常主要分布于板块边缘,呈条状,与火山热点源分布类似;深层上地幔大地水准面异常和大洋中脊所在位置部分吻合,主要呈带状或块状,与上地幔的对流有关;中间层上地幔的大地水准面异常形态介于上述两者之间,主要受火山热点源和地幔对流的综合影响。     

秦淮河流域近30年不透水面景观格局时空演变研究

不透水面作为表征城市化的重要指标,具有极其重要的生态学意义。本文选取多时相Landsat影像,以秦淮河流域为研究区,通过旋转森林算法得到9年土地利用覆盖图,并综合不透水率动态变化分析、土地利用变化轨迹分析、景观格局指数分析探究大流域尺度在近30年间不透水面景观格局的演变过程,旨在揭示其在城市化背景下的时空演变规律。研究结果表明：近30年来,秦淮河流域城市化进程推动下的景观格局变化显著,不透水面积增长近4倍,景观优势度大幅提升;城市化格局演变在2001-2003年前后具有明显差异,前期城市扩张以南京城区与江宁区为主,后期南京城区不透水面扩张大大减缓,而溧水区与句容市扩张速度大幅提升;城市化建设后期,流域内不透水面斑块形状复杂度降低、散布与并列情况减少、斑块的连通性、聚集度逐步增加,其中连通性水平较高的地区主要集中在南京城区和江宁区。     

电子束绘图实验

在国外已将电子束技术应用于绘图和录象，并把这种设备称为“Cartographic EBR”，业已形成系统，由研究试制阶段转到生产使用阶段了。在测绘方面用于生产分色缩微地图及符号注记版；在遥感方面用来记录卫星象片；     

运用分子标记辅助构建海带核心种质资源

海带(Saccharina japonica)是一种具有重要经济和生态价值的大型海藻,配子体是其种质资源保存的形式,也是海带杂交育种、育苗的材料。为有效管理和评价海带种质资源,初步构建了海带核心种质资源,利用RAPD标记技术对海带"早厚成一号"的28份配子体进行了遗传学评价。采用UPGMA聚类法,根据遗传相似性系数进行分组,采用简单比例法进行取样(25%、35%、50%、65%)分析,计算不同取样比例时的遗传多样性参数,结合样本的生长状态和雌、雄比例,综合评价遗传多样性的各种参数,取样比例为50%时构建的核心种质库相对合理。本研究为海带品种(系)的核心种质的筛选和遗传学评价打下基础。     

增温和光周期变化对温带典型木本植物展叶始期的影响

厘清驱动植物物候变化的气候因子对评估全球变化对生态系统的影响具有重要意义。针对欧洲与北美地区木本植物的控制实验表明春季物候变化主要受冷激、驱动温度和光周期影响,但这3个气候因子是否对东亚地区木本植物的春季物候存在相似的作用仍需验证。论文选取了5种典型木本植物(迎春Jasminum nudiflorum、连翘Forsythia suspensa、荚蒾Viburnum dilatatum、玉兰Yulania denudata与东京樱花Cerasus yedoensis),利用生长箱对冬季休眠枝条的展叶过程开展了控制实验。实验设置了3种驱动温度(12 ℃、15 ℃、18 ℃)、3种冷激(3 d、38 d、59 d)以及2种光周期(10 h、14 h)处理,并利用分层贝叶斯模型建立了展叶始期与各影响因子间的关系。结果表明,驱动温度每升高1 ℃导致展叶始期提前2.6 ~ 9.0 d,但展叶始期的温度敏感度随温度和冷激天数的增加而减弱。冷激也是影响木本植物展叶始期的重要因子。与冷激处理3 d相比,冷激处理59 d使展叶始期提前20.3 ~ 66.6 d,但随冷激天数增加,展叶始期对冷激响应的敏感度减弱。光周期延长对展叶始期具有提前效应,但总体小于驱动温度与冷激的影响。光周期由10 h延长至14 h后,展叶始期提前0.3 ~ 12.9 d,且在低冷激处理时光周期的效应更明显。这些结果为理解近几十年来春季物候变化及其对增温的响应提供了科学依据。     

位涡源汇和位涡环流及其天气气候意义

在扼要回顾地表位涡研究进展的基础上,本文介绍了复杂地形下的位涡及位涡制造的计算及近年来关于位涡源汇和位涡环流(PVC)的研究进展,侧重介绍青藏高原表层位涡的特殊性及其对天气气候的重要影响。阐明对于绝热和无摩擦大气运动,由于位涡本身的结构重组(位涡重构)可以引起垂直涡度的发展,在夏季可以激发高原涡形成,冬季使青藏高原东部成为重要的表面涡源。基于导得的包括非绝热加热作用的、与等熵面的位移相联系的垂直运动(ω_ID)方程,进一步阐明青藏高原制造的正位涡沿西风气流东传会引起下游地区低空气旋性涡度、偏南风、和上升运动发展,导致位涡平流随高度增加,激发极端天气气候事件发生发展。指出青藏高原地表加热和云底的潜热释放的日变化显著地影响着地表层位涡的日变化,导致青藏高原的低涡降水系统多在午后至夜间发生发展。证明与传统的青藏高原感热加热指数相比,青藏高原地表层位涡指数能够更好地刻画关于降水的季节变化,与亚洲夏季风降水相关更密切。本文还简单介绍了PVC的概念。指出由于区域边界面的PVC的辐散辐合的变化直接与区域位涡的变化相关联,为保持北半球位涡总量的相对稳定,跨赤道面上的PVC变化与地表...     

电子束跟踪线条扫描数字化原理

本文阐述能跟踪多种线状要素的，新的自动跟踪数字化器的工作原理。在自动制图中，把线状要素转换成数字形式存在一些困难。由于手扶跟踪、光电跟踪和光栅扫描等数字化器各自具有某种缺点和局限性，因此本文提出新的设计思想。使用电子束作为信息采样头，在电子计算机控制下，它具有自动寻找能力，能沿线条作圆周扫描并知道自己结束，它为计算机适时快速地传送输入数据是一个理想设备。