利用GPS技术遥感北极黄河站可降水量的研究

利用地基GPS的手段对北极黄河站可降水量进行了研究,分析了影响可降水量计算的三个因素:天顶总延迟、天顶干延迟和大气加权平均温度,验证了天顶总延迟和天顶干延迟的可靠性,得到了适合北极黄河站区的大气加权平均温度模型,并且将GPS可降水量与无线电探空的结果进行了比较,得到两者差值的标准差优于2 mm。     

GPS可降水汽与MODIS可降水汽回归性分析

地基GPS可反演大气可降水汽,为气象预报提供高精度的大气水汽数据。然而GPS观测仅可以提供离散点的水汽值,MODIS却可以提供空间连续变化的水汽值,但MODIS水汽反演误差的存在使其不能满足气象预报的精度要求,因此两种遥感水汽的融合研究尤为必要。基于此,该文利用西安2006年7月-2009年7月7期GPS观测数据、地面气象实测数据和对应的MODIS数据,研究了GPS与MODIS两种遥感水汽间的回归关系,在考虑水汽的季节性变化的基础上建立了两者的回归模型,并由此建立了直接对MODIS反演水汽值的校正模型。根据多个经验模型,确定了西安GPS湿延迟与GPS可降水汽的比值:夏季取6.00、冬季取6.52。     

2007～2010年云南GPS观测大气可降水量特征分析

利用最新云南地基GPS站观测和探空观测资料分析表明:GPS/PWV和探空大气可降水量变化趋势一致,相关性好;云南省GPS/PWV年内干湿季气候特征分明,湿季开始前GPS/PWV月变率小于干季开始前的月变率;全省GPS/PWV年平均日变化峰值和谷值出现时间一致,勐腊、蒙自和昆明具有准双峰型特征;勐腊站干季、湿季日变化明显不同,其余测站干季和湿季的PWV日变化特征与全年平均日变化特征基本一致。GPS/PWV资料能够反应云南雨季开始期时空演变趋势。     

云南大理暴雨天气过程GPS大气可降水量特征分析

应用云南大理地基GPS观测站的数据反演得到的1h间隔GPS大气可降水量资料和自动气象站逐时降水资料,分析了云南大理地区4次暴雨过程的GPS大气可降水量的演变特征.结果表明,云南大理地区的暴雨天气过程中GPS大气可降水量呈现明显的1～2天的增湿过程和1～2次跃变过程,跃变过程与降水发生和结束有较好的关系,可为短期预报提供一个明确的水汽演变指标.     

新疆大气可降水量的气候特征及其变化

利用1961—2000年NCEP/NCAR再分析逐日资料,分析了新疆地区不同季节大气可降水量（APW）的气候分布特征和变化趋势。结果表明:新疆夏季APW小于季风区界限25 mm,从该角度表明新疆为非季风区。APW空间分布呈塔里木盆地和准格尔盆地为高值区,海拔高的阿勒泰山、天山和昆仑山为低值区。APW夏季最大,但小于同纬度东部季风区,春、秋次之,冬季最少,春、秋和冬季APW与同纬度东部季风接近。APW的地理分布与实际降水量分布相反,其最大（最小）区域却为降水量最小（最大）区,受西风带影响,新疆APW模态主要表现全疆一致变化,分布稳定,与降水模态分布差异性大有显著不同,且近40 a来无显著变化趋势,表明决定新疆降水差异的根本原因不在于水汽的多少,而是由降水产生的动力条件、水汽辐合和其他因素差异决定的。     

1981-2010年中国西北地区东部大气可降水量的时空变化特征

利用1981-2010年NCEP/NCAR再分析资料以及同期西北地区东部58个气象站的日降水、蒸发资料,采用一种新的方法统计分析了该地区大气可降水量的时空分布特征,并对大气可降水量与实际降水量的相关性进行了分析。结果表明:西北地区东部大气可降水量空间分布极不均匀,无论年或季,均呈现为西北少东南多的分布特征。逐月大气可降水量分布呈单峰型,7月最大,1月最小; 近30年,西北地区东部年、各季大气可降水总量均呈微弱减少趋势,四季中夏季减少趋势最为显著,冬季不明显; 58个站点30年平均的实际降水量空间分布与大气可降水量分布基本一致,年际变化也呈微弱减少趋势; 大气可降水总量与实际降水量呈显著正相关,年平均相关系数为0.545,各季节中春季相关系数最大,秋季和冬季次之,夏季最小; 不同区域大气可降水总量与实际降水量的相关性因季节不同而不同,总体来说,甘肃东部、南部和陕西中部、南部相关性较高,大气可降水量对降水量的贡献较大; 将大气可降水量和降水日数结合起来,更能准确、客观地反映一段时间内总的大气可降水量分布情况。     

天山可降水量和降水转化率的研究

水是干旱半干旱地区的命脉,实施人工增水是增加水资源的一个重要途径。笔者根据1971-2000年30 a天山山区及其周边44个地面站每日4个时次的水汽压和日降水量,运用整层大气可降水量的经验计算公式,计算了天山山区及其周边地区的大气可降水量和降水转化率。分析得出天山地区可降水量夏季多、冬季少,空间分布表现为自西向东、自山区外围向山区中心地带递减的规律。降水转化率的时空分布说明夏季山区的降水转化率较高,一般为100‰~200‰,最大为355‰;冬季降水转化率低于夏季,相对而言山前的平原地区,如伊犁地区、北疆石河子到阜康一带的降水转化率较高,为80‰~125‰。上述结果表明天山地区具有很大的增水潜力。     

夏季西南极探空观测以及南极大陆大气垂直结构特征分析

利用第33次中国南极科学考察期间获取的中国长城站和智利Feri站以及夏季南极大陆沿岸8个世界气象组织(WMO)基准站探空资料对南极地区的大气垂直结构进行了分析,并结合NCEP和ERA-Interim再分析数据,对南极高纬度大气的表现能力进行了评估。研究发现长城站附近对流层顶的平均高度为9km,对应的温度和平均风速分别为–50℃、21m·s~(-1);对流层中部大气垂直温度递减率为–6.34℃·km~(-1);边界层平均高度为600 m,平均风速为10 m·s~(-1)。当长城站东侧存在气旋或者受极地高压控制时,对流层顶高度较低,大气垂直递减率偏小;相反当长城站西侧受气旋影响时,对流层顶高度偏高,大气垂直递减率偏大。夏季东南极沿岸对流层顶高度普遍高于西部,南极点对流层顶最低,可能与绕极气旋的生消源地存在密切的联系。在对流层顶高度、探空要素的垂直分布特征评估等方面, NCEP再分析数据比ERA-Interim再分析数据更接近观测数据真实值。     

印度洋SSTA对西北夏季空中可降水量的影响研究

利用近50年NCEP再分析月平均高度场、风场、地面气压,比湿以及NOAA重构海表温度资料,运用SVD及合成分析等方法,研究了印度洋SSTA对我国西北地区夏季空中可降水量的影响,结果表明前期秋季印度洋海温异常对预测夏季中国西北空中可降水量的变化特征具有明确的指示意义,而且关键区主要在赤道印度洋,如果印度洋秋季海温异常偏暖,则中国西北夏季空中可降水量异常偏少,反之亦然.同时发现由于印度洋秋季海温近50年有变暖趋势,使得中国西北夏季空中可降水量呈变少趋势.另外通过分析还发现,若印度洋秋季海温异常偏冷(暖),中国大陆上空从同期秋季到后期夏季500 hPa高度场呈西低(高)东高(低)型,这样新疆有明显偏弱(强),而期间南压夏季风也强(弱)于常年.冬季风弱(强)于常年,后期夏季我国西北地区东北部有异常偏强(弱)的偏南的水汽输送,使得空中可降水量异常偏多(少).     

夏季西南极探空观测以及南极大陆大气垂直结构特征分析北大核心CSCD

利用第33次中国南极科学考察期间获取的中国长城站和智利Feri站以及夏季南极大陆沿岸8个世界气象组织(WMO)基准站探空资料对南极地区的大气垂直结构进行了分析,并结合NCEP和ERA-Interim再分析数据,对南极高纬度大气的表现能力进行了评估。研究发现长城站附近对流层顶的平均高度为9km,对应的温度和平均风速分别为–50℃、21m·s^(-1);对流层中部大气垂直温度递减率为–6.34℃·km^(-1);边界层平均高度为600 m,平均风速为10 m·s^(-1)。当长城站东侧存在气旋或者受极地高压控制时,对流层顶高度较低,大气垂直递减率偏小;相反当长城站西侧受气旋影响时,对流层顶高度偏高,大气垂直递减率偏大。夏季东南极沿岸对流层顶高度普遍高于西部,南极点对流层顶最低,可能与绕极气旋的生消源地存在密切的联系。在对流层顶高度、探空要素的垂直分布特征评估等方面, NCEP再分析数据比ERA-Interim再分析数据更接近观测数据真实值。     

后处理差分GPS在南极格罗夫山中小比例尺地形图测图中的应用

针对极地地区恶劣的工作环境 ,本文提出了一种全新的极地测图方法差分GPS测图。通过中国第 1 6次南极科学考察格罗夫山考察的实践表明 ,后处理差分GPS配合以全站仪进行测图 ,速度快 ,省时省力 ,完全可以满足 1∶1万或更小比例尺成图的要求。不失为极地地区大批量地形数据采集的一种有效手段。     

用GPS技术监测南极半岛地区形变的结果初步分析

“全南极 GPS国际联测”已经进行了 6期观测。我们选取了位于西南极乔治王岛地区的 7个 GPS站 ,并加入 2个 IGS站 ,分别对 1 995、1 996、1 998年的同期 (GPS年积日 0 2 0 - 0 4 0 )观测数据进行了基线处理 ,相对精度可达 1 0 - 8- 1 0 - 9。并对 GAMIT软件解算得到的松弛解和强约束解分别进行了网平差处理 ,结果证明该地区比较稳定 ,总体上有 1 0 mm/a左右向西南方向的运动趋势。     

量子共振检测仪在南极医学研究中的应用初探

本研究应用量子共振检测仪 (QRS)一种基于量子分析技术的灵敏能量分析器 ,测定了 1 0名南极考察队员的生理和心理改变。在出发前 (BD)、南极居留 6月时 (AR)和居留一年返回后次日 (RE)分别采取头发进行磁场分析。测定生理和心理指标 :三碘甲状腺胺酸 (T3)、四碘甲状腺胺酸 (T4)、促甲状腺激素 (TSH)、抑郁、孤独、不容忍、压力 ,评分以正负数值表示。结果表明 ,AR和RE各项指标的量化值与BD基础值相比都明显下降 (p <0 .0 1 )。例如 ,抑郁 (平均值±标准误 , X±S X)为 :1 .1 0± 0 .80 (BD) ,- 8.3± 0 .30 (AR) ,- 7.7± 0 .36(RE) ;TSH为 :- 2 .2± 0 .92 (BD) , 9.4± 0 .45(AR) ,- 8.4± 0 .40 (RE)。QRS量化值的负向改变反映了功能的异常 ,这一初步结果证实了文献报道的在南极长期居留可引起甲状腺活动改变和心境失调。     

基于JERS-1雷达干涉测量的格罗夫山冰盖信息提取

东南极格罗夫山地区是由我国科学家最新发现的南极内陆冰盖陨石富集地。本文采用该地区1996年三个时相的JERS-1合成孔径雷达(SAR)原始数据,进行了成像和干涉处理;分析了该地区的雷达图像特征,干涉条纹图与冰面地形、干涉基线(时相、空间)和冰川流动的关系,干涉相干性与基线和冰面变化的关系;定性地揭示了格罗夫山地区冰流的模式,发现了存在于角峰群内部的冰流。此外,本文还分析了该地区干涉去相干的主导因素。     

论风险预防原则在南极环境管理中的适用

风险预防原则是国际环境法中重要的一般原则,但是《关于环境保护的南极条约议定书》中却没有明确地规定该原则。在对比分析环境法领域中现有的关于风险预防原则的解释基础之上,避开了科学不确定性所产生的一些适用上的矛盾,从环境脆弱性的角度提出了一种全新的风险预防原则构成要素的结构分析。该结构分析有助于应对南极环境管理过程中所面临的困境,尤其是避免了与议定书中相关规定的冲突,可以更好地解决南极环境管理中的累积性影响、外来物种应对等;同时,完善全面环境影响评价报告中关于"知识差距和不确定性"的规定,也有助于南极环境的有效保护。     

南极海冰、冰穴和冰川冰及其对水团形成和变性的作用

本文利用前人的成果及笔者1992/1993年的南极海冰观测和收集的资料以及水文观测资料数据阐述了南极海冰的特性,特别是南极海冰过程、冰穴以及冰川冰对南极水团(南极表层水、南极底层水、南极陆架水、南极中层水以及南极冰架水)的形成和变性所起的特殊作用。 南极海冰覆盖面积的年际变化,夏季最大年份是最小年份的2倍多,冬季年间变化较小,最大仅为20％;但其季节变化非常大,冬季平均覆盖面积通常是夏季的5倍。南极海冰对大气-海洋间相互作用有重大影响,特别是深海洋区中冬季的结冰和发育造成的垂向对流、夏季的融化是形成南极表层水(含南极冬季水和南极夏季表层水),进而形成南极中层水的主要原因;南极陆架区的的海冰兴衰过程是形成南极陆架水的直接原因,它与变性南极绕极深层水混合并受到冰川冰的进一步冷却作用,成为形成南极底层水的主要水团;南极冰架底部的冷却、融化和冰架以下水体的结冰作用形成的高盐对流过程产生的南极冰架水,亦是形成南极底层水的贡献者。 冰穴是70年代以来卫星观测的重大发现。对其形成和对大气、海洋的影响作用尚不完全清楚,初步的研究成果表明,冰穴中产生的热盐对流对南极水团的形成、变性、大洋深层的翻转以及海洋-大气间的热量传输和气体交换起有非常重要的作用。     

南极低温微生物研究及其应用前景

南极由于其独有的地理及气候特征,蕴育了丰富的低温微生物资源。这些低温微生物具有独特的分子生物学机制和生理生化特性,它们不但在南极生态环境系统中占有重要的地位和作用,在基础研究和生物工程应用方面同样也具有相当大的潜在价值。本文从开发利用南极微生物资源的角度出发,简述了近年来国内外有关南极低温微生物的研究状况及取得的研究成果（重点在微生物生理生化方面和遗传方面）,并进一步探讨了南极低温微生物在环境保护、食品、化工及医药等多个领域中的开发应用前景。     

南极大陆冰缘环境变迁与沿海盐湖生态特征

现代南极大陆冰缘地理地貌,形成于１８０００年以来全球气候变化,南极大陆冰盖的退缩,以及随后的大陆均衡抬升和海平面变化等过程。研究表明,在维斯德福尔特丘陵地,这一过程仍在继续,并导致该区许多海生盐湖自然环境和理化因子的改变,以及湖中生物的种群结构的变化和群落演替。本文通过对这些现象的剖析,阐明了南极大陆冰缘环境变迁的客观存在,为进一步研究南极乃至全球气候变化提供生态学佐证。     

西南极菲尔德斯GPS形变网监测数据的误差特性分析与处理

本文对西南极菲尔德斯形变网ＧＰＳ监测数据的误差特性进行分析，利用数理统计原理检验了数据中的系统误差，提出了削弱这类系统误差的方法。该方法有３个特点：１．以监测网中两个稳定点为基准；２．对监测网数据进行尺度因子改正与坐标变换迭代计算；３．归算后监测网点位结构不变。经改化处理后的数据，基本上消除了系统误差的影响。