CMIP6 BCC等模式对青藏高原土壤冻融模拟性能分析

利用CMIP6 模式模拟的多层土壤温度资料,结合鄂陵湖草地站土壤观测资料和欧洲中心ERA5再分析资料,评估了BCC陆面过程模式对青藏高原土壤冻融过程的模拟能力。结果表明:BCC-CSM2-MR对青藏高原冻融总天数,特别是对于消融过程阶段的模拟接近观测值,但其完全冻结阶段和消融过程阶段的日期都有所推迟,可能与陆面模式物理参数化过程不完善导致土壤温度下降更慢有关。BCC-CSM2-MR 对青藏高原土壤冻结时段前期的冻土深度变化曲线模拟效果最佳,但由于网格分辨率低且对地形刻画不准确,BCC-CSM2-MR 不能模拟出青藏高原西南部相间分布的冻土深度特征。BCC-CSM2-MR 可以模拟青藏高原土壤温度在 1985~2014 年的升高趋势。对于气候倾向率空间分布,BCC-CSM2-MR模拟结果相较于集合平均,在青藏高原东北部偏低而西部偏高,且不能模拟出北部存在的少量相对低值区域。      

双范数混合约束的遥感影像亮度不均变分校正

针对遥感影像内部亮度分布不均匀的问题,提出了一种双范数约束的亮度不均变分校正方法。首先分析了单范数变分Retinex方法的不足,根据反射影像和光照影像的特性构造新的变分模型,利用L₁范数约束反射影像的纹理和细节信息,利用L₂范数约束光照影像的光滑性。为了提高运算效率,采用分裂Bregman方法将变分模型的求解转换为3个子问题交替迭代计算。再对分离出的光照影像进行Gamma校正,取其均值与反射影像进行乘积运算,最后对重建影像进行对比度拉伸处理。试验结果表明,本文方法切实可行,与单范数约束的变分Retinex方法相比,本文方法可以更好地消除亮度不均匀现象和保持影像的纹理和细节信息,同时具有更高的运算效率,速度提高7倍以上。     

PS-InSAR技术对上海高架路的沉降监测与归因分析

上海市高架道路是上海市重大基础设施工程之一,跨越11个行政区,打通了城市交通脉络。为保证其安全运营和可持续发展,利用高分辨率永久散射体雷达干涉测量技术对高架路进行沉降监测,沉降结果与同期水准数据基本保持一致,最大误差不超过3 mm/a。进一步联合高架路的结构特性、运营车辆的动荷载情况、高架路施工进程,分析了提取的高架路沉降的空间分布情况以及时间演化行为。多因素的归因分析结果表明,上海市高架道路沉降格局与周边区域地面沉降密切相关,同时与高架道路自身荷载和运营车辆动荷载、高架道路建成时间有关。     

三维过渡带地震勘探采集设计难点与对策

具有多种地表特征的复杂过渡带是三维地震勘探野外采集设计的难点。以沙特BERRI复杂三维过渡带的地震勘探项目为例,将理论条件下布设的炮检分布图加载到遥感数据底图上,根据卫星图片上的地形和障碍物将炮点、检波点偏移到可实施的空白区,再根据地表特点的变化反复调整不同施工阶段的设计。对于海陆过渡带边界区的炮点设计,在测得水深的基础上重新划分海陆观测系统边界,对于陆地,每条炮线可以得到一个最大炮点桩号,将其加1就是海上观测系统的起始炮点;对于海上,又根据水域施工条件采用变气枪大小和变观系统进行设计。上述设计确保了地震勘探施工的效率和地震资料的品质。     

应用并行PEST算法优化地下水模型参数

基于列文伯格-马夸尔特（Levenberg-Marquardt）算法的PEST参数优化程序具有寻优速度快、健壮性好的优点,在地下水模型参数优化研究中有许多成功的应用实例。但是,对于大尺度、高精度和高复杂性的大规模地下水模拟,使用PEST进行参数优化需要大量的计算时间,优化效率较低。本文应用OpenMP并行编程方法对PEST算法进行了并行化,使之可以在共享存储并行计算机上进行参数优化的并行计算。并将此方法应用于甘肃北山区域地下水模型的参数优化中,并行实验表明,使用并行化的PEST可以将地下水模型参数优化效率提高3.7倍。      

渤海湾大规模围填海导致的岸线变化及潮流场响应分析

本文以21世纪初渤海湾大规模的围填海工程为背景,对2000-2015年典型年份的卫星遥感影像资料进行了岸线提取,并分析了其时空演变规律.以此为基础,建立了不同岸线及地形条件下的渤海湾水动力数值模型,计算结果与塘沽、黄骅港和东风港三个潮位观测站的实测数据吻合良好.模拟结果显示:渤海湾大规模围填海工程的建设使得三个主要工程区(曹妃甸工业区、天津港及黄骅港)附近的潮流运动更加剧烈,但对于渤海湾离岸潮流场的影响不大.M2分潮流速及流向变化明显,其最大流速方向与建筑物布置、深水航道航线方向一致.黄骅港挡沙堤的建设使其附近流场出现局部涡旋,导致潮流以旋转流的形式运动.     

STUDY OF DOUBLE RAIN BANDS IN A PERSISTENT RAINSTORM OVER SOUTH CHINA

Using the U.S. National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research reanalysis data at 1°×1° resolution, analysis is performed on a persistent heavy rainfall event with two rain bands to the south of the Yangtze River during 17–22 June 2005. The northern rain band was related to the atmospheric mass adjustment of cold front precipitation and the associated ageostrophic feature to the rear right of subtropical westerly jets, while the southern counterpart formed under the joint influence of easterly/westerly jets and the South Asian high (SAH). The ageostrophic wind field to the rear right of the easterly jet center gives rise to an anti-circulation that favors the genesis of the southern belt. The feature of du/dt 0 around the SAH ridge line and to the rear right of the easterly jet streak results in a strong v – vg0 field in the vicinity of the rain region as well as to its south. When westerly jets move southward, an intense v – vg0 feature appears to the north of the rain region, i.e., behind the center of the westerly jets. The associated mass adjustment leads to vigorous divergence over the rain region, which is responsible for the strong precipitation from the warm sector of the front. Also, a θe front at the middle level of the southern rain band and the cold front favor the release of instable energy to enhance the rainstorm. The southern and northern fronts approach each other and the two rain belts merge into one.     

２００８年６月一次引发广西大暴雨的西南低涡的诊断分析

利用中国科学院大气物理研究所发展的具有火箭人工增雨催化功能的三维云分档数值模式（IAP2HBM）,对2004年7月8日海南岛海口市区的一次热带对流云火箭人工增雨降温作业过程的宏、微观物理演变过程和人工增雨降温作业效果进行数值模拟。结果显示,人工催化播撒AgI后地面降水增加、地面气温下降的区域扩大、维持时间延长。催化导致云水含水量降低,雨水、冰晶、霰、雪含量增加,云中雨水的大量蒸发和冰晶、霰和冰雹粒子融化造成空气温度降低。     

我国近海大风分布特征及成因

采用高分辨率卫星资料研究了我国近海6级以上大风的分布特征,并对台湾岛地形对四季的大风的影响进行了数值模拟研究。资料分析表明,冬季大风分布与冬季平均风速分布相似,高频区出现在台湾海峡、巴士海峡和越南东南沿海,黑潮锋暖侧的风频明显大于其冷侧的风频。春季大风频率显著下降,最大值依然出现在台湾海峡,巴士海峡、台湾岛东南角和黑潮锋暖侧也是春季近海风频较大的区域。夏季是近海大风出现最少的季节,风频最大值在10°N附近的南海西部,由西南向东北减少,台湾岛周围的风频呈现东南、西北大,西南、东北小的近似轴对称分布,大风方向为绕岛逆时针环流。秋季大风风频迅速增大,基本呈现出冬季的形态。数值模拟表明,不同季节地形对大风的影响程度不同,冬季台湾岛地形对其周围海区大风的形成有重要贡献,去除地形后,台湾海峡和岛屿东南角的大风消失,风速变为由南向北递减。夏季去除地形后,岛屿周围的大风几乎没有改变,本文将从大风产生的原因对其进行解释。     

Fe~（＋24）、Fe~（＋25）低能态能级结构及K_α、K_β特征线的计算──相对论微扰法

本文采用相对论微扰法处理Ｆｅ（＋２４）系统，利用解析形式的波函数计算其低能态的能级结构及Ｋα、Ｋβ特征线（作为对比，我们也计算了Ｆｅ（＋２５）系统）．通过与现有的Ｆｅ（＋２５）Ｋα线的实验和理论比较，证明我们的方法是准确可信的，而在数学计算上则更加简便。利用这一结果，对小质量Ｘ射线密近双星的Ｆｅ（＋２４）Ｋ特征线进行了简要的定性分析．