地球排气与森林火灾和地震活动

地球不仅是固体 ,而且充满了流体。当地球受力时 ,地壳变形和破裂 ,气体 (H2 ,CH4 ,CO等 )从内向外溢出 ,这样可引起森林火灾和地震。自 1990— 2 0 0 0年 12月利用卫星热红外图像资料做地震短临震兆的观察取得了突破性进展。正式预测、预报 149次 ,10 0次有结果 ,虚报 49次。 10 0次有结果的预测、预报中较准确的有 6 5次 ,含 7级地震 10次、6级地震 19次、5级地震 36次。较好预报有 2 5次 ,含 7级地震 4次。较差预报有 10次。由于云层干扰有 49次虚报和 2 0次漏报。 1998年 5月 13日— 5月 2 2日内蒙古大兴安岭阿尔山森林火灾前 10d ,即 1998年 5月 4日在卫星热红外云图上见到内蒙古大兴安岭阿尔山森林区出现圆形排气增强区。 1999年 4月 3日山西汾阳森林火灾前 4d ,即 1999年 3月 31日卫星热红外云图上汾阳森林区出现一孤立圆形排气增温区。 2 0 0 0年 3月 2 8日福州郊外森林区起火 ,就在当日卫星热红外云图上可见到福建沿海大陆升温。 1996年 9月 6日台湾兰屿发生 7 1级地震 ,地震前 11d增温震兆呈现一个奇特构造应力热体系———山字型。     

用GMS卫星资料反演复杂地形下的降水率

强降水主要由生命史短的中小尺度天气系统造成,对此类天气系统的预报,目前只有依靠卫星和雷达的实时监测并结合中系统的概念模式外推来完成。由于中国西北地区地形极为复杂,造成雷达盲区,影响其估算降水率。因此采用GMS-4卫星的红外和可见光展宽云图资料,经处理并转换后,再加入相应网格点上的数字化地形高度资料作为因子之一,用多级逐步判别模式估算逐时雨强等级,最后形成一套可在微机上对雨强场进行图像显示及处理的软件系统,满足了现时预报的需要。结果表明,小雨以上的降雨区域不论面积、形状均与实况基本一致。     

云分析预报方法研究进展

云作为地球大气系统的重要组成部分,不仅影响着气候变化和天气系统的发展演变,还与航空活动密切相关,一直以来是空军和民航部门非常关注的气象要素之一。在云探测、资料同化和反演方法发展的基础上,从实际业务保障和数值模式发展需求出发,综述国内外云分析、预报方法和云分析预报系统开发的研究成果,分析各类方法的优势和不足,明确国内外研究的主要差距,并探讨国内未来研究的方向。云分析方法中,探空对云廓线识别较好,卫星可见光和红外资料在云顶信息反演方面优势明显,多普勒雷达能够获取对流层中层和底层的云信息,而毫米波雷达能够很好地反映云三维结构信息,发展潜力巨大。云预报方法中,传统的统计和诊断方法发展较为成熟,而考虑了大气温湿和云微物理状况的大气辐射传输模式正演模拟云顶亮温的方法是未来的发展趋势。加强云探测技术,综合利用云分析预报方法,借鉴国外先进云分析预报系统的设计理念,积极开发我国自主的云分析预报系统,推动天气预报、航空气象保障和数值预报模式的发展将会是我国云研究的重要方面。     

利用卫星遥感(Tm6)数据提取深埋地热信息试验

陕西省关中盆地是一新生代断陷盆地,盆地内断裂发育、活动频繁,并蕴藏有较丰富的地热资源。1990年陕西省地质矿产局遥感中心利用卫星遥感(Tm6)热红外信息,结合航空遥感热红外调查及地面遥感热红外测试结果,对关中地区地热资源卫星遥感(Tm6)热红外地热信息进行了提取试验,综合编制了1:20万《关中盆地地热资源遥感地质图》。本次试验使用的资料是三门峡幅(1986.10.30)、西安幅(1987.11.9)和宝鸡幅(1989.9.15)的卫星遥感(Tm6)原始影像磁带。经计算机处理并绘制出彩红外图,然后在彩红外图上圈定温度界线并提取地热信息,最后一次转绘成1:20万关中盆地卫星遥感(Tm6)热红外异常图。     

卫星雪盖资料在祁连山黑河流域融雪径流模式中的应用

对祁连山内陆河流的水文特征研究,前人已作过许多工作;笔者利用卫星资料对祁连山积雪的监测及其融雪径流特征的分析,也作过初步报道。本文则以祁连山黑河流域为例,利用1980—1984年的泰罗斯卫星系列诺阿-6、7、8(TIROS-N/ROAA-6.7.8)低分辨APT云图,通过分析该流域冬、春积雪面积变化及其与河流融雪的关系,建立了4—5月融雪径流预报模式,并进行了现场预报,分析了模式预报精度及其推广的可能性。     

登陆台风精细结构的观测、预报与影响评估

2015年立项的国家重点基础研究发展计划项目(973计划)"登陆台风精细结构的观测、预报与影响评估"将通过进行登陆台风精细结构的野外科学试验,开展登陆台风精细结构的多源资料分析理论和方法研究,探索登陆台风精细化结构演变规律及其对风雨分布的影响机理,发展高分辨率台风数值预报模式关键技术,开展台风灾害影响(预)评估方法研究等,揭示环境因子及其自身内部的多尺度系统相互作用如何影响登陆台风精细化结构的演变,以及精细结构的演变如何影响台风风雨强度和分布,力争提高登陆台风精细结构的模拟、预报和影响评估能力。     

科技动态

勘测利器——地球资源卫星探测、普查地球资源对国民经济的发展举足轻重.专为这一用途而设计的卫星称之为“资源卫星”.资源卫星为什么能对地球了如指掌呢?主要是它携有叫做遥感器的“火眼金睛”.现代遥感器有4种:第一种是可见光(0.4~0.77微米)遥感器,它能把人眼可见的景物洋细、直观地再现出来;第二种叫红外(3~14微米)遥感器,其主要用于探测物体的     

一次融雪过程的卫片分析

利用卫星影像调查地面自然资源是从做冰、雪覆盖面积图开始的。J.C.Barnes和C.J.Bowley1972年就开始利用卫星艾托斯-1(ITOS-1)和雨云-4(Nimbus-4)获得的影像作地面积雪分布图。那时,影像分辨率低,只有在地面大于8公里线性长度的物体才能显示在卫片上。但他们的工作证明,位于热红外波段的辐射扫描图像非常适宜做冰、雪覆盖图。继后,又利用诺阿-2(NOAA-2)和诺阿-3(NOAA-3)的甚高分辨率(分辨率为     

一种非饱和产流模型的探讨

在我国北方干旱或半干旱地区,产流预报曾用初损、入渗曲线法,并在作业预报方面,取得了一定的效果。采用这种产流预报的方法,一般绘制2张相关图,即前期影响雨量(P_α)～初损(I)和前期影响雨量(P_α)～历时(t)～入渗率(f)相关曲线,便可进行产流量的预报了。近年来,计算技术发展十分迅速。为了能够采用电子计算机进行作业预报,需对上述的产流预报方法,在理论上作进一步探讨,并建立起数学模式来表达非饱和产流的模型。     

全国水文预报学术讨论会在西安举行

水利部水文水利调度中心组织召开的全国水文预报学术讨论会于1988年5月5～9日在西安市举行。有关科研院所、大专院校、省(自治区、直辖市)水文总站、流域机构及部分电力局、水电厂的101位代表参加了会议。会议收到论文124篇。会议着重交流了1981年成都会议以来我国水文预报工作的经验和成果。在这次会议上交流的论文.有以下几个显著的特点:(1)模型的应用更加广泛、深入,更加紧密结合生产实际的需要;(2)计算机应用于水文预报中的数据处理及联机实时预报发展迅速,并普遍重视预报与调度相结合;(3)在预报模型中加上了实时校正子系统,提高了预报精度;(4)雷达回波、卫星云图及气象常规资料等在水文预报中的应用有了新的进展。     

台风暴雨型地质灾害时空特征及预警效果分析

在我国东南沿海山地丘陵区,台风暴雨常诱发大量山体滑坡、崩塌和泥石流地质灾害,造成财产严重损失和人员伤亡。以2015年登陆的"苏罗迪"台风为例,在系统分析"苏罗迪"台风诱发地质灾害时空分布和预警效果的基础上,得出了如下结论:(1)"苏罗迪"台风诱发的600余处崩滑流灾害,主要集中分布在浙江、福建等东南沿海地区,灾害规模以小型为主,滑坡、崩塌、泥石流数量比例约为6∶2∶1,具有空间集中群发性;台风降雨诱发地质灾害具有"即雨即滑"的特点,当日降雨当日崩滑,具有强降雨当日即发性;小时降雨空间分布不均匀,地质灾害发生时间往往比平均小时大雨强滞后,滞后时间约1~2h,具有大雨强小时滞后性。因此,台风降雨诱发地质灾害具有空间集中群发性、强降雨当日即发性、大雨强小时滞后性三大特征。(2)提出了基于"命中率、漏报率和空报率"三指标的地质灾害预警校验方法,建立完善了各指标的测算方法和计算公式。"苏罗迪"台风地质灾害预警校验结果显示,本次过程中地质灾害气象预警效果总体较好,保证了较高的命中率,较低的漏报率,但预警区空报率偏高。除地质灾害气象预警本身的技术难度外,降雨预报准确率偏低特别是极端降雨预报不足的现状也是造成地质灾害空报率偏高的原因之一。     

应用陆地卫星数据处理圈定金矿床

自阿波罗宇宙飞船成功地对地球进行摄影之后,从太空研究地球资源的设想已变为现实。1965年,美国国家航空和宇宙航行局(NASA)制定了一项地球资源勘测计划。此后,这项计划便陆续由双子座、阿波罗、太空实验室宇宙飞船以及航天飞机,特别是陆地卫星和NOAA系列卫星付诸实施。 陆地卫星为常规地质填图及矿产资源勘探提供了详尽的资料,NOAA环境卫星(分辨率较低)为作进一步区域评价提供了遥感信息。近来,海洋卫星和航天飞机又试装了一种新式雷达成象系统,其主要用途是做构造地质填图。     

多普勒天气雷达探测揭示的台风云娜(Rananim) 登陆前后特征演变研究*

温州多普勒天气雷达(CINRAD-SA)建于面临东海的大罗山顶(海拔714m),探测环境较好,它对0414号台风云娜(Rananim)进行了系统性跟踪探测,取得了完整的基数据资料。应用该多普勒天气雷达连续探测资料,配合地面中尺度自动站加密观测资料,通过云娜台风登陆前后的螺旋云带、台风"眼"眼壁、垂直累积含水量和降水量与眼区速度谱宽、台风内中尺度环流等分析,研究了登陆前后台风强度和雷达径向速度的演变特征;同时使用MM5(V3.6)中尺度数值模式结合雷达数值产品分析,就地形对台风演变特征的影响进行了研究,初步揭示了地形影响的一些主要演变特征。研究发现:云娜台风中心登陆之前,位于海上的台风"眼"眼壁在8km高度以下基本垂直,在8km高度以上"眼"的直径明显增大。当台风登陆时,由于受地形影响,其眼壁出现向前或向右前方倾斜,台风"眼"内回波由低层向高层"填塞"。台风眼"填塞"后,台风环流重又加强,使得强回波主体(＞35dbz)仍可保持眼壁轮廓并能持续相当一段时间,这一现象在数值试验中得到了证实;在台风暴雨系统中垂直累积液态水含量(VIL)相同时,由于液态水含量的密实程度不同"降水效率"差异极大,有时可使降水量的差异达到2.5倍甚至更大;台风登陆时,眼壁速度谱宽急剧变化,从到达陆地眼壁前部的低层起到高层增大。多普勒速度谱宽的这种变化与低空西南急流的维持与否相一致。在3~5km高度以上,谱宽较为稳定,表明该高度层的西南急流稳定维持;台风登陆时,受到地形和山脉影响,最大风速半径及台风环流强度随时间的推延,低层最大环流中心移速减慢、最大风速半径开始缩小;台风暴雨的降雨强度与其气旋性涡旋的动力辐合上升强度趋于一致,从多普勒径向速度场产品可以直观地识别、判断和分析辐合辐散运动与冷暧平流的迭加风场。强降水区集中在台风的右前侧,与台风回波强度的不对称结构相一致,并有明显的"眼"的形状。台风环流在乐清砩头、永嘉中堡附近喇叭口状地形幅合作用显著;东南气流与北雁荡山脉形成的较大夹角,对暖湿气流强迫抬升作用十分明显。     

100MPa压力下温度和水对干酪根结构状态影响的实验研究

为了实验验证变质沉积物中的碳质物拉曼光谱地质温度计的可用性,利用冷封口式高温高压水热系统将焊封金管内的干酪根于100MPa压力和温度(250-700℃)、有水和无水条件下处理24小时,激光拉曼探针(LRM)分析表明,实验所得碳质物的一级和二级拉曼谱特征(拉曼峰的存在、峰的位置、宽度、高度和面积)随温度系统地变化,所得碳质物的D/O比值随温度升高而减小,但在D/O比-温度关系图上-500℃处有一拐点(极小)。实验条件下处理的干酪根的显微富利叶变换红外谱(micro-FTIR)分析表明,脂族C-H和芳族C-H吸收峰的相对强度在500℃左右急剧变化以及在700℃的实验产物中仍存在含氢的功能团。高温高压条件下,水的存在不利于碳质物的石墨化(有序化)。     

基于雷达与卫星的对流触发观测研究和临近预报技术进展

对流触发(CI)一直是强对流天气预报中至关重要而又充满挑战的环节。在CI发生之前,高时空分辨率的天气雷达和静止气象卫星常能够观测识别到边界层辐合线和积云快速发展等用于评估CI发生条件的前兆信号,从而为定时定点的CI临近预报提供有力观测支撑。基于此,综述了雷达和卫星在CI观测研究和临近预报技术上的运用进展。首先回顾了近40年来CI观测研究中的里程碑工作以及最新的研究进展,结合CI发生条件梳理了CI研究方式和内容及其随雷达和卫星探测能力提升而呈现的发展趋势。进而介绍了较为成熟的3种基于雷达和卫星观测的CI业务临近预报技术在国际范围内的发展运用。最后提出雷达和卫星观测在CI研究和预报运用中需要进一步解决的问题。     

GRAPES-GEPS对西太平洋副热带高压和南亚高压的集合预报评估与集合方法研究

西太平洋副热带高压和南亚高压对东亚区域天气气候影响显著,运用数值模式集合系统提升其预报准确率对我国天气预报意义重大。采用国家级气象业务规范指标,系统地评估了中国气象局数值预报中心自主研发的GRAPES全球集合预报业务模式系统对2019年西太平洋副热带高压和南亚高压的集合预报技巧,并考察了不同集合方法对预报效果的影响,从而为东亚天气特别是极端事件的预报提供参考。结果显示,GRAPES全球集合预报系统对西太平洋副热带高压脊线的预报技巧最高,强度和面积次之,表现为偏弱的估计,西伸脊点的预报效果相对较差,表现为较观测偏东;对南亚高压强度和中心纬度指数的预报技巧较高,而对中心经度指数预报技巧相对较低。采用最大(小)值法可以有效降低该模式对西太平洋副热带高压强度和面积(西伸脊点)指数的预报偏差。而在南亚高压预报中,集合平均法比最值法具有略高技巧。对于极端性预报,最大值法较集合平均法可以显著提升对西太平洋副热带高压和南亚高压指数极端情形的预报性能,这从个例分析中也得到证实。从而表明集合最值法比平均法可能更适用于该模式的极端事件预报,应在业务应用中加以重视。     

福建省强降水诱发地质灾害特征分析

福建省地质灾害调查结果表明省内地质灾害以土质类滑坡和崩塌为主,灾点多分布广规模小危害大。地质灾害点密集分布在戴云山脉周边地区。地质灾害的发生时段相对集中在5～8月,对应福建的霉雨季和台风季。群发性的地质灾害主要与单次暴雨强度或久旱后的强降雨影响关系密切。研究表明不同的地质环境背景对触发地质灾害的降雨有不同的敏感度。根据不同地质环境下降水与地质灾害发生概率之间的关系可以建立地质灾害潜势预报模型。引发地质灾害的降雨天气系统主要有热带气旋、东风波、热带云团、热带辐合带、低槽、切变等。     

磁卫星资料中国区域磁异常的地球物理解释

由磁卫星(MAGSAT)资料绘制了中国区域磁异常图。资料首先分为拂晓和黄昏二组且对每一组分别进行处理。这二组数的各阶相关系数表明短波(≤540km)特征以非壳噪声为主。根据这二组数据中波长在540～2300km谐波得出了磁异常图。它代表了在卫星高度约400km处中国地壳磁异常,其幅值在—6～7nT之间。研究区域处于中、低磁纬度,磁异常并直不同接发因源相关。为克服这一困难,把磁异常图转化成反映地磁化率横向变化的地壳磁化率图。在反演中老虑了地磁场方向和强度的变化。该磁化率异常图呈现了区域构造,前寒武克拉通为强磁性,而山脉和缝合带为低磁性区。     

上地幔超高压流体的金刚石压砧实验研究

地球深部流体主要是NaCl-H2O溶液,越到地球深部,它赋存的温度、压力越高,性质状态也不断变化,反之,亦然。当NaCl-H2O流体进入和脱离(上升过程)超临界状态时,其性质会发生截然不同的变化,影响着各种地质过程。使用金刚石压砧在高温高压下原位观测流体的实验,用谱学方法,结合同步辐射光源技术,成为定量化研究地球深部高温超高压流体的有效方法。作者使用同步辐射光源的红外谱研究了10GPa下的NaCl-H2O溶液;在地球化学动力学实验室研究了3GPa,650℃下的NaCl-H2O溶液红外谱,此测量方法可以提供温度压力和体积等数据,能研究其状态。NaCl-H2O溶液红外谱表明水分子主要振动谱受压力和温度影响是不同的。压力增加促使水分子主要振动谱向低波数变化。但是温度增加的效应相反。常温高压下水被压缩,结晶向紧密堆积变化。高温高压下的水有气、液、固和超临界流体各相。水分子间的氢键在近临界态开始减弱,氢键网络被破坏。     

石英傅立叶变换漫反射红外光谱在成矿作用研究中的应用——以山西繁峙义兴寨金矿床为例

作为热液成因矿床中最为主要的贯通性矿物,石英的内部结构和成分在不同成矿阶段会产生系统性变化.石英粉末漫反射红外光谱1 200 cm-1～400 cm-1指纹谱段对此变化较为敏感,可以用来指示不同成矿阶段石英与成矿的关系.研究对山西义兴寨金矿1 070 m中段MO#脉、1*脉,2#脉,3#-4#矿体,M3#脉,950 m和830 m中段的5#脉和6#脉41件不同成矿阶段的石英粉末进行漫反射红外光谱测试,并利用1 070 m中段各矿脉石英粉末光谱特征参数进行矿物学填图.结果表明.非对称伸缩振动谱带1 085 cm-1半高宽值与石英晶格中的类质同像替换浓度有关,类质同像杂质浓度愈高,1 085 cm-1半高宽相对愈大;填图结果指示该值与金品位值的分布对应性较好.对称伸缩振动谱带800cm-1和780 cm-1的吸收强度与石英所经历的构造差应力呈正相关关系,填图结果表明800 cm-1和780 cm-1吸收强度高值区与金品位高值区的分布几乎趋于一致.红外结晶指数表征石英晶体的结晶程度,随着成矿温度逐渐降低,石英的结晶程度从无序逐渐向有序转化,红外结晶指数也随之减小.