成都市混合层厚度的计算及方法对比

为揭示近年来成都市混合层厚度的变化特征,明晰不同混合层厚度计算方法之间的差异,利用成都市2004～2013年地面常规气象数据及同期探空数据,应用国标法、联合频率法以及干绝热法对该地大气混合层厚度进行计算分析.结果表明:国标法和联合频率法计算得到的混合层厚度年变化特征均呈下降趋势,干绝热法变化趋势平缓;国标法结果显示混合层厚度在夏季最高、冬季最低,联合频率法和干绝热法则是春季最高、秋冬季最低;就日变化而言,国标法的混合层厚度在14时最大、02时最小,此与联合频率法08时混合层厚度值最小不同.3种方法对比得到,国标法计算结果偏低,干绝热法和联合频率法计算精度较高.     

成都大气混合层厚度的计算和分析

用国家标准ＧＢ／Ｔ１３２０１中规定的方法计算了成都１９８０～１９９１年的大气混合层厚度，并用于绝热法和罗氏法计算了成都１９８８年的大气混合层厚度，结果表明：成都大气混合层厚度逐年变化不大，有明显的季节变化和日变化，大气稳定度是决定混合层厚度的主要因子。３种方法的对比表明：罗氏法比国家标准法更接近干绝热法的结果，因此在有常规地面观测资料的地方用罗氏法更准确些。     

重庆市大气混合层厚度的计算和分析

应用国家标准ＧＢ／Ｔ１３２０１９１规定的方法计算分析了重庆市１９８１～１９０年大气混合层厚度;并用罗氏法计算了重庆市１９８８年的大气混合层厚度;并对２种方法所得结果进行了对比分析。结果表明：重庆市大气混合层厚度多年的平均值为３４６ｍ;逐年变化不明显;季节变化明显;日变化非常明显;大气稳定度是决定大气混合层厚度的主要因子。罗氏法因考虑的因子比较多,故较准确,因此在有常规观测资料的地方应用罗氏法较好     

成都城市区域小气候时空变化特征分析

利用成都市12个自动站的气象资料,分析了成都市区域小气候及其变化特征.研究表明,成都城市热岛现象并非出现在城市中心区,而是北部和东部工业区,其平均气温相对较高,降水量偏多;南部文化区平均气温最低,风速最大;西部旅游居家区气温年变化最小,且有冬暖夏凉的特征,降水量偏少;城市中心区风速最小.     

利用HVSR法探测渭河盆地浅部构造

利用渭河盆地眉县至扶风段地震测线的连续地震背景噪声数据,基于噪声水平和垂直向谱比（HVSR）法,得到各台站HVSR曲线;再通过频率与深度的转换关系,获得测线下方近地表第四系沉积层结构埋深。结果显示,盆地第四系沉积层厚度呈U型分布,由盆地两侧向中间腹部逐渐变厚,两侧厚度为100~400 m,中部厚度为400~600 m;沉积层深度剖面在距测线起点25 km和33 km处明显表现出沉积界面间断跳跃特征,该变化与岐山-马召断裂和扶风-乾县断裂在空间位置上有较好的一致性。     

基于最短折减路径法的边坡安全系数研究

使用双参数折减方法分析边坡稳定性的研究较多, 如何把两个折减系数定义为单一的综合安全系数是目前研究的一项重要内容。Isakov提出的最短折减路径法能够保证在不同工况下得到最小安全系数, 但是该方法的缺点在于计算复杂, 不适合工程应用。通过有限元数值模拟, 利用最短折减路径方法计算不同强度黏土构成的不同坡度均质土坡的最小安全系数和对应的折减系数, 探索了最小安全系数与土的初始黏聚力、内摩擦角以及边坡坡度的关系, 分析了初始强度对折减系数的影响。结果表明, 相同坡度下不同强度的黏土边坡在失稳时, 最小安全系数对应的临界破坏强度相同。临界破坏强度与坡度近似成线性正相关关系。由此基于最短折减路径法提出了一种新的计算最小安全系数的方法, 该方法得到的安全系数与目前常用的极限平衡方法所得结果相近, 并且计算简单, 因此可以用于边坡稳定性分析。      

成都市1980～2010年能见度的变化趋势分析

针对近年来大气能见度严重恶化的问题,利用成都市气象局提供的1980～2010年13个站点的观测资料,分别采用累积百分率法、Ridit分析法和“非常好”能见度出现的频率法对该地区具有代表性的5个县（金堂、大邑、新津、彭州和温江）的能见度的变化趋势进行了详细分析.结果表明,三种研究方法的分析结果较为一致.从年代际对比的角度而言,金堂、大邑、新津20世纪80年代和90年代能见度高,21世纪初能见度低,彭州反之;温江20世纪80年代变化不显著,90年代略高于总体平均能见度,21世纪又降低.从年变化趋势的角度而言,除彭州外,金堂、大邑和新津的能见度均呈下降趋势,且季节差异也在逐渐缩小.从季节变化特征的角度而言,5个站点的能见度均表现出夏季最高,春季和秋季次之,冬季最低.夏季“非常好”能见度出现的频率表明,相比彭州而言,其它4个站点的能见度较差,受污染情况较严重.     

海河流域降水空间插值方法的选取

在水资源承载力模型的研究中,空间插值可以提供每个计算栅格的气象要素资料。在众多的气象要素空间插值方法中,并没有一种适合每一个气象要素的最佳插值方法,因此在不同的区域进行气象插值时,宜采用不同的方法进行比较,从而得到最佳的插值方法。本文以京津冀地区43个站1961-2000年降水资料为数据源,选用了距离平方反比法(IDS)、梯度距离平方比和普通克里格法。交叉验证结果表明:在海河流域进行降水插值分析时由于各月份降水与高程之间的相关系数较弱,不宜采用GIDS方法;在本研究区内大部分月份降水数据进行对数变换后进行插值,插值精度得到了提升;对于月降水的插值Kriging方法比IDW方法更加优越。     

基于Landsat影像的斯里兰卡内陆湖库水体时空变化分析

斯里兰卡是海上丝绸之路沿线重要节点,降雨量丰富但时空分布不均匀,存在明显季节性缺水,其内陆湖库水体面积变化监测对水资源开发利用具有重要指导作用。为了解斯里兰卡湖库水体空间分布特征与时间变化规律,本文基于Landsat系列影像数据,对比分析不同水体提取模型在影像上的水体提取精度,确定最优算法;选取典型湖库分析其面积年际和年内的动态变化特征。以1995、2005和2015年为基准研究年份,采用最优水体提取模型对全岛内陆湖库水体进行提取,利用面积将湖库分为4个等级,统计各年份不同等级湖库的数量和面积数据,分析其时空变化特征。研究结果表明:①基于大津法(OTSU)的归一化水体指数(NDWI)水体提取模型提取水体的精度最高,总体精度在97%以上,误提率和漏提率最低,适合于斯里兰卡地区水体的提取;②1988-2018年同期8月的典型水库面积总体呈现波动增加的趋势,1992年水库面积最小,2013年水库面积最大;水库面积年内变化较大,其中2017年最大面积出现在2月,最小出现在9月,与雨季和旱季结束月份基本一致,且2月面积是9月面积的2.24倍;③1995-2015年同期,斯里兰卡全国4个等级湖库的数量和面积不同幅度的增加,湖库水体资源量呈递增的趋势。研究结果可为斯里兰卡水土资源优化配置及水资源管理与规划提供科学依据。     

唐山地区波速比变化特征研究

选取唐山地区2008~2018年震相数据,利用单台多震和达法和多台多震和达法分别计算波速比,结合研究区内的地震活动对波速比的变化特征进行研究。结果显示,多台多震和达法得到的波速比结果较为稳定,而单台多震和达法得到的结果变化幅度大,显示更多细节;唐山地区ML≥4.5地震发生前单台波速比存在不同程度的异常,异常台站的方位与地震具有一定的对应性。     

大气负荷对兰新铁路线区域地壳形变及重力变化的影响

使用兰新铁路线周边区域2012~2017年的全球大气模型和区域气象站气压数据,根据大气负荷理论,采用移去-恢复法计算该区域在6 a间大气负荷对地壳形变和重力变化的影响。结果显示,大气负荷对兰新线区域的垂直形变影响为1 cm左右,对水平形变影响小于2 mm,对垂线偏差影响约为6 ms,对地面重力影响大致为6 μGal;大气负荷对地壳形变和地面重力的影响总体呈现出年周期性和季节性变化。     

GPS中性大气折射延迟的研究

简述了GPS大气折射延迟研究的进展,针对GPS对中性大气折射延迟改正精度的要求,给出了研究天文大气折射和中性大气折射延迟的一个可能方法,即:基于映射函数形式的天文大气折射模型,利用不同方位的天文大气折射值的测定数据,求解映射函数中的参数,进而可建立随观测站和随方位而异的大气折射延迟改正模型。     

大气负荷对新疆地区地壳形变和地面重力变化的影响

基于ECMWF全球大气模型和中国地面气候资料日值数据集中新疆及周边的气象站气压数据,根据弹性地壳形变理论,采用移去-恢复法,利用负荷格林函数法和球谐函数法,计算新疆及周边区域2011～2015年大气负荷变化对地壳垂直、水平形变的影响,同时采用大气导纳方法计算大气变化对地面重力的影响。结果表明,大气负荷对新疆地区垂直形变的影响达到cm级,对地面重力的影响可达10μGal;大气负荷影响具有明显的季节性。     

大气负荷变化对CORS位置影响分析与其移除研究

利用全球大气模型和CORS位置时间序列数据,基于负荷形变理论,采用球谐系数法计算大气负荷变化对CORS位置地壳形变的影响。结果显示,对研究区CORS位置垂直方向影响为-15.9~13.2 mm,水平形变影响为0~2.7 mm。根据移除大气负荷对CORS影响前后序列的RMS值变化可知,移除大气负荷影响对CORS时间序列水平方向改善较小,垂直方向改善明显;根据最小二乘方法计算研究区大气负荷变化对地壳垂直方向的形变导纳值（回归系数）为-0.7~-0.43 mm/hPa。本文研究方法和成果对分离修正CORS中大气负荷影响具有借鉴意义。     

云光学厚度对华北地区夏季边界层臭氧模拟影响评估

为评估云光学厚度(CLDOPD)在空气质量数值模式中对边界层臭氧浓度的模拟影响,利用中国科学院大气物理研究所自主研发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS),对中国华北京津冀地区2013年6月夏季臭氧浓度进行模拟。结果表明:NAQPMS对极端对流性天气下的CLDOPD模拟偏低,结合观测数据对CLDOPD进行修正后,边界层臭氧浓度的模拟误差在一定程度上有所减小。此外,除极端性天气外模式对高CLDOPD值情况下的边界层臭氧浓度的模拟能力要优于低值情况。     

基于地形和GPS观测的SAR干涉图大气延迟估计

大气效应尤其是大气水汽含量在时间和空间上变化引起的雷达信号传播延迟,是重轨雷达干涉测量中难以消除的主要误差源之一。仅借助对GPS水汽的空间数学插值实现对InSAR中的大气延迟改正时,由于未能顾及地形对大气湿延迟的影响,导致改正效果较差。针对这一问题,分析了大气湿延迟中垂直分层部分与地形的关系,建立了两者间相关函数模型,进而提出了顾及地形影响的大气延迟插值新方法。实验结果表明：插值新方法较常规距离权倒数和克里格法,具有明显的优越性。     

雨滴谱的变化对降水估计的影响

针对雨滴谱的变化对降水估计的影响,提出根据激光雨滴谱仪上方雷达回波的结构特征将降水过程划分为对流云降水和层状云降水交替分布5个部分,通过基于2种降水类型的第1种分类Z-R关系、基于5个部分的第Ⅱ种分类Z-R关系和基于整个降水过程的总体Z-R关系分析雨滴谱的变化对降水估计的影响.结果表明:当对流云降水向层状云降水过渡时,指数谱从无到有、多峰谱比例减小,Nw减小、μ增大、Dm变化不大;Mw与R变化相似,当Z增大时μ和Dm分别是递减和递增的;Z-R关系(Z=aRb)中a值变化范围较大、系数b在1～2波动且与层状云阶段相比,对流云阶段的a和b值较小;利用第Ⅱ种分类Z-R关系反演的雨强与基于雨滴谱仪观测数据计算的雨强最接近;雨滴谱仪在层状云阶段的反演效果明显强于对流云阶段,这与对流云降水中雨滴谱信息变化大且快等因素有关.     

雨滴谱的变化对降水估计的影响

针对雨滴谱的变化对降水估计的影响,提出根据激光雨滴谱仪上方雷达回波的结构特征将降水过程划分为对流云降水和层状云降水交替分布5个部分,通过基于2种降水类型的第Ⅰ种分类Z-R关系、基于5个部分的第Ⅱ种分类Z-R关系和基于整个降水过程的总体Z-R关系分析雨滴谱的变化对降水估计的影响。结果表明:当对流云降水向层状云降水过渡时,指数谱从无到有、多峰谱比例减小,Nw减小、μ增大、Dm变化不大;Nw与R变化相似,当Z增大时μ和Dm分别是递减和递增的;Z-R关系(Z=aRb)中a值变化范围较大、系数b在1~2波动且与层状云阶段相比,对流云阶段的a和b值较小;利用第Ⅱ种分类Z-R关系反演的雨强与基于雨滴谱仪观测数据计算的雨强最接近;雨滴谱仪在层状云阶段的反演效果明显强于对流云阶段,这与对流云降水中雨滴谱信息变化大且快等因素有关。     

地下水位中潮汐与气压效应分析

从井水位中潮汐与气压效应的原理分析入手,着重解决输入量间的多重共线性问题。采用偏最小二乘法回归模型对水位数据中的潮汐与气压效应进行计算发现,该方法得到的潮汐与气压响应系数可正确反映潮汐引力与气压波动的物理过程;潮汐系数、气压系数、气压作用的滞后与延时常数等与含水层参数（储水率、孔隙度、渗透率、体积模量等）以及井孔区域的地壳应力应变状态密切相关。通过川03井连续60 d井水位（步长为9 d）的计算,可从响应系数里识别明显的地震同震响应、震后调整过程和清晰的地震前兆异常。