利用气象地温资料计算区域地球表面平均热流

利用最新收集到的全国范围内177个气象测点,时间跨度最长达51年的浅层地表长时间温度序列,通过频谱分析及数值求解的方法去除温度序列中受大气影响的高频变化部分,得到反映来自地球内部热信息的稳定温度梯度,进而求得地表平均热流,并分析其在多大程度上能够反映大地热流场,希望在丰富大地热流数据库,及对我国地震、旱涝灾害的预测方面给予启示.     

青藏高原地表温度的比较分析

利用青藏高原改则、甘孜、拉萨和那曲气象站的地面水银温度计观测的地面0 cm温度和地面向上、大气向下长波辐射观测资料,计算和比较分析了地面水银表温度与地表辐射温度的差异.分析表明,由于地面水银温度计接触式测温方法的局限性,使得气象台站观测场地的地面水银表温度存在较大的误差：在裸露地表,夏季白天的正偏差可达4℃以上,夜间的负偏差在-2℃左右;在稠密植被地表,白天正偏差最高可达16℃以上,夜间的负偏差可达-3℃.由于偏差的不均衡性和离散性,即使对地面水银表温度作简单平均或积分平均处理,其代表性仍然很差.在对地表温度准确性要求较高的定量化研究与应用中,应避免直接采用地面水银表温度资料,即使由于资料缺乏而以其代之,也应对其采取适当的订正补偿等处理措施.随着科学研究对地表温度准确性的更高要求,推广使用地表辐射测温的观测方法是必要的.     

应用静止卫星热红外遥感亮温资料反演地表温度的方法研究

双通道多时相反演方法在提取地表温度场时可把地表温度与地表发射率分离计算,是利用静止卫星热红外遥感资料研究地表温度场变化的一种有效方法。该方法计算简单,易于实现海量资料处理,基本满足红外遥感资料在地震预报中的应用要求。     

利用树轮资料重建过去700年东亚地区冬季温度变化

目前东亚地区基于代用资料的大尺度温度重建几乎都关注夏季或年平均温度的变化,而对冬季温度的研究比较少.鉴于此,本研究利用260条温度敏感的树轮记录,重建了时间分辨率为年、空间分辨率为5°×5°、时间长度为公元1300～2000年的东亚冬季(12～2月)平均温度.结果 表明,自14世纪以来冬温呈现出显著的长期升温趋势,但在...     

热层风场的理论模拟与分析

通过求解中性大气Navier Stokes动量方程建立了一个时变的三维风场理论模式，利用目前新版的中性大气模式NRLMSISE 00及国际电离层参考模式IRI2000作为输入参数给出热层风场. 基于该模式，计算得到中等太阳活动年磁静日风场的变化形态及其受电场和离子曳力的影响. 同时，将Navier Stokes动量方程作不同形式的简化，并利用简化模式与本文的模式计算结果的对比，分析中性大气Navier Stokes动量方程中黏性项以及非线性项(U·Δ)U的作用. 结果表明，本文所建立伪三维风场模式给出的结果更为合理，而简化模式在某些地区尤其在低纬和赤道区不适用，黏性项及非线性项的作用不可忽略. 本文所建立的风场模式将对研究电离层动力学过程、电离层与热层的耦合过程以及空间天气学研究都有着重要意义.     

断层形变测量资料与辅助温度观测资料相关分析

独山子形变观测站位于独山子石化总厂厂区的西南,地理坐标为φN44°19′02.1,″λE84°48′13.3,″海拔高程为824.7 m。观测站始建于1989年,1993年正式观测。架设的是中国地震局地壳应力研究所研制的断层形变观测仪,MD 4412B型浮子式垂直变形测量仪测量垂直形变,MD 4211BA型岩体变形测量仪测量水平形变。仪器原观测方式为模拟纪录,1998年对其进行了数字化改造。改造后仪器为MD 4412型浮子式垂直变形测量仪及MD 4211型岩体变形测量仪。2003年7—9月对观测站地下廊道进行了保温改造,2003年10月安装了DFG、DSG型岩体形变测量仪,并新架…     

温度对宽频地震计观测资料影响的研究方法

本文以具有力平衡反馈结构的甚宽频地震计BBVS-120为分析对象, 通过台站观测实验和实验室温控实验的相关分析, 得到了温度对输出信号影响的频带范围和水平, 定义了温度灵敏度参数, 从定量的角度分析了温度对地震计观测资料的影响。     

风云三号卫星微波观测的临近空间大气扰动特征

风云三号C星（FY-3C）同时装载有设置了50~60 GHz和118.75 GHz附近氧气吸收带内通道的微波大气垂直探测器,可以用于监测临近空间下部的大气温度.本文的首要目的是展示FY-3C微波大气垂直探测器在监测临近空间（尤其是平流层）强重力波扰动中的优势特点.在给出平流层强扰动监测结果的基础上,分析了不同波段不同通道监测平流层大气温度扰动的能力.随后,对比分析了FY-3C大气温度探测通道与国外同类仪器在观测平流层扰动中的异同点,并进一步讨论了不同平台相同大气微波探测通道联合分析平流层扰动过程的能力.本文在统计2013年冬季（2012年12月和2013年1、2月）和2014年夏季（2014年6、7、8月）的微波大气垂直探测器观测的全球平流层扰动出现频率分布的基础上,利用FY-3C微波大气温度探测器分析了格陵兰岛附近2014年1月7-11日一次平流层扰动过程.结果表明,FY-3C微波探测器50~60 GHz和118.75 GHz波段可用于获取平流层不同高度上的大气温度扰动特征,且前一波段的探测能力显著地优于后一波段.随后,针对2014年1月11日拉布拉多半岛附近的平流层强扰动过程,基于FY-3C的MWTS-Ⅱ与METOP-B的AMSU-A的对比观测表明,MWTS-Ⅱ能够揭示平流层波动更细致的水平结构特征.最后,针对2014年8月10日安第斯山脉附近不同平台仪器的相同通道探测结果的分析表明,多平台联合观测可以进一步提高平流层强扰动监测的时间分辨率.

     

利用ENVISAT/AATSR资料反演黄土高原陇东地区地表温度

由于ENVISAT/AATSR资料不同角度热辐射亮度值之间存在较高的相关性从而导致较大误差的产生,本文尝试避开这种误差源,只选取天底观测数据对黄土高原陇东地区整层大气水汽含量及地表温度进行反演.与MODIS整层大气水汽含量产品对比验证表明,本文结果与MODIS产品有一定差异,但是可以直接用于大气透过率的估算.结合野外观测数据对地表温度反演结果的检验表明,最大绝对误差为4.0 ℃,平均相对误差为5.0％,因此,该算法在黄土高原陇东地区应用比较成功.     

Comparison of geostrophic and nonlinear balanced winds from LIMS data and implications for derived dynamical quantities

Nimbus 7 LIMS geopotential height data are utilized to infer the rotational wind distribution in the Northern Hemisphere stratosphere and lower mesosphere during a period of substantial wave-mean flow interaction in January, 1979. Rotational winds are derived from the application of a successive relaxation numerical procedure which incorporates the spherical polar coordinate iterative algorithm ofPaegle andTomlinson (1975) for the nondivergent nonlinear balance equation. Optimum convergence of the numerical solutions is found to occur when under-relaxation is utilized. The LIMS height analyses were also latitudinally smoothed and constrained to obey the ellipticity criterion for spherical coordinates. The balanced winds are compared with geostrophically derived values and within situ radiosonde reports for 100 mb to 10 mb over Berlin.From a localized perspective, the Berlin-LIMS comparison indicates that radiosonde and balanced wind vectors exhibit somewhat closer agreement in direction than is associated with the geostrophic estimates. However, substantial quantitative differences between radiosonde, balanced, and geostrophic wind speeds are also evident, suggesting that caution should be exercised in the local application of derived winds, as for example in the quantitative interpretation of trajectories derived from satellite height analyses during periods of enhanced stratospheric wave activity.On a longitudinally averaged basis, balanced zonal-mean wind speeds are typically 20% weaker than geostrophic values in polar latitudes, and as much as 50% weaker in tropical and midlatitude regions. Meridional balanced wind velocities, at a given longitude, are generally within ±10% of geostrophic values. Although these alterations in horizontal wind components result in only modest differences between balanced and geostrophic meridional eddy heat fluxes, a more substantial change appears in the meridional eddy momentum flux analysis. The corresponding patterns of Eliassen-Palm flux divergence are found to be somewhat more (less) intense for the balanced wind case in the stratosphere (lower mesosphere) in polar latitudes.     

利用多年卫星测高资料研究南海上层环流季节特征

利用10年高精度卫星测高海面高异常网格资料,联合EGM96稳态海面地形模型,构成南海海域合成海面地形的时间序列,并计算了各个时期的南海表层地转流场. 利用卫星跟踪漂流浮标观测结果与相应时期南海地转流场进行对比验证,结果显示本文结果可以很好地反映南海海域一些中小尺度的环流特征. 根据南海各季节多年平均表层环流场结构,对南海环流周年变化规律和季节特征进行了初步的探讨. 研究结果表明,南海表层环流始终处在不断演变过程之中,在时间和空间上都表现出明显的多尺度特征.     

Geostrophic balance over the Arabian Sea and Bay of Bengal regions

Geostrophic balance over the Arabian Sea and Bay of Bengal regions has been studied using the wind data obtained from the AVRO (HS-748) aircraft during the FGGE-MONEX-79.In the Arabian Sea and the Bay of Bengal regions, the observed wind south of 20°N was found to be sub-geostrophic. In the Arabian Sea region the departure at 1500 m was 75–95% and at 3050 m it was 60–65%. In the Bay of Bengal region the departure was 85–95%. In a few cases north of 20°N the observed winds at 3050 m were found to be super-geostrophic in the regions of enhanced monsoon activity, cyclonic circulation reaching up to 6000 m and in the region of monsoon trough.     

利用反射地震数据和XBT数据联合反演海水的温盐分布

利用地震数据反演海水的温盐分布是地震海洋学研究的一个重要方向.本文分析了采集于伊比利亚半岛西南缘海域的GOLR12低频地震数据和同步观测的XBT(eXpendable BathyThermograph)、CTD(Conductivity-Temperature-Depth)资料,将叠后约束波阻抗反演方法应用到海水温度、盐度剖面的计算当中,计算结果显示这种反演方法可以提供水平分辨率为6.25 m的温度和盐度资料,温度的精度约为0.16 ℃,可以为物理海洋学研究提供高横向分辨率的基础数据.     

风云二号C/D卫星与GOES卫星太阳X射线探测数据交叉比对

风云二号卫星是我国研制的第一代静止业务气象卫星.本文针对风云二号C星/D星(FY-2C/D)太阳X射线探测数据与美国GOES系列卫星太阳X射线探测数据开展交叉比对,以检验FY-2C/D卫星数据的有效性.研究结果表明在X射线通量变化的时间特性以及通量大小等方面,FY-2C/D卫星探测结果与GOES系列卫星探测结果具有较好的一致性.对2004年11月—2010年6月期间85次耀斑事件X射线峰值流量的比对结果表明,FY-2C卫星与GOES系列卫星的探测结果在1~8 Å波段的相关系数为0.795,FY-2D卫星与GOES系列卫星的探测结果在0.5~3 Å和1~8 Å波段的相关系数分别为0.921和0.989,说明FY-2C/D卫星太阳X射线探测结果可信度较高,能够用于太阳X射线耀斑的监测、预警以及研究工作.     

风云二号C/D卫星与GOES卫星太阳X射线探测数据交叉比对

风云二号卫星是我国研制的第一代静止业务气象卫星.本文针对风云二号C星/D星(FY-2C/D)太阳X射线探测数据与美国GOES系列卫星太阳X射线探测数据开展交叉比对,以检验FY-2C/D卫星数据的有效性.研究结果表明在X射线通量变化的时间特性以及通量大小等方面,FY-2C/D卫星探测结果与GOES系列卫星探测结果具有较好的一致性.对2004年11月—2010年6月期间85次耀斑事件X射线峰值流量的比对结果表明,FY-2C卫星与GOES系列卫星的探测结果在1~8 Å波段的相关系数为0.795,FY-2D卫星与GOES系列卫星的探测结果在0.5~3 Å和1~8 Å波段的相关系数分别为0.921和0.989,说明FY-2C/D卫星太阳X射线探测结果可信度较高,能够用于太阳X射线耀斑的监测、预警以及研究工作.     

从卫星观测数据提取地震前兆信息的震例研究

如何从卫星观测数据中提取地震前兆信息,是近年来一个跨空间物理学、地震学和板块构造学等学科领域的研究焦点.本文回顾和分析了近年来国外学者在震例研究方面的成果,并提出了进行震例研究的思路和步骤.     

基于经验模式给定热层温度对热层大气密度反演影响的评估

利用加速度计数据反演热层大气密度算法一般需由经验模式给定热层大气温度,进而计算大气阻尼系数C_D.本文基于CHAMP卫星加速度计数据反演得到大气密度,以2008年为例,利用反演得到的热层大气密度循环迭代修正大气阻尼系数C_D,通过对比修正前后密度偏差,评估经验模式给定热层温度对热层大气密度反演造成的影响.结果表明,经验模式热层温度计算偏差对大气密度反演造成的影响小于5%,而且考虑大气成分的改变则进一步降低了这种影响.

     

Pulsating of the generalized ion and neutral polar winds

A three-dimensional, time-dependent model of the ion and neutral polar winds was used to study their dynamic evolution during the May 4, 1998 magnetic storm. The simulation tracked the dynamics of five species (O⁺, H⁺, H_s, O_s, and electrons) and covered a 9-h period. During the storm, D_st decreased to −210 nT, Ap reached 300, and K_p was elevated. The IMF B_z component was southward at the start of the storm and for several hours thereafter and then turned northward. However, the magnetospheric energy input to the ionosphere exhibited a 50-min oscillation, with the plasma convection and particle precipitation patterns expanding and contracting in a periodic manner. As a consequence, the ion and neutral polar winds pulsated with an approximate 50-min period. The H⁺ and O⁺ ions displayed cyclic upflows and downflows in the topside ionosphere as well as a highly structured spatial distribution that varied with time. The vertical flux of the neutral H_s atoms was upward at the top of the ionosphere, but the magnitude varied in a cyclic manner in response to the oscillating stormtime energy input. The vertical flux of neutral O_s atoms was downward at the top of the ionosphere and varied significantly with the stormtime energy input. For H⁺, O⁺, and H_s, the maximum total (integrated) vertical flux during the storm was upward at the top of the ionosphere, with values of 8–9×10²⁵ particles/s for H⁺, 2–4×10²⁶ particles/s for O⁺, and 2–3×10²⁷ particles/s for H_s. The corresponding total vertical O_s flux was predominately downward, with only localized areas with positive fluxes.