新疆玛纳斯湖近40年间时空变化图谱及其驱动机制

以新疆玛纳斯湖为研究区,利用1972—2014年间8期遥感影像数据,在提取了湖泊水域信息的基础上对近40 a间玛纳斯湖水域演化进行了研究。结果表明,1972—2014年间玛纳斯湖呈现明显"增加—减小—增加—减小"变化态势,水域重心不断往西南方向偏移。1972—1999年间玛纳斯湖长期处于干涸状态,2000年恢复至研究期间最大水域面积(248.69 km~2),之后经历了2000—2008年和2011—2014年2次萎缩周期,面积变化幅度和动态度的计算结果显示,水域面积的退缩周期在缩短,退缩速度在加快。玛纳斯湖水域面积变化整体受气候变化的影响不大,但与极端高温和降水天气引起的超标准洪水关系密切,流域内人类活动是玛纳斯湖演化的主要原因。     

一次弓形回波结构和演变机制的观测分析

基于单多普勒天气雷达观测和双多普勒雷达反演风场,对2009年6月3日河南商丘发生的一次弓形回波的结构和演变机制进行细致分析。系统发生前的环境均具有中等对流有效位能和中等偏弱低空垂直风切变。雷达分析显示,该弓形回波从超级单体开始,经过风暴合并发展而成的经典弓形回波结构,生命史约3 h。在超级单体阶段,具有中纬度典型超级单体的低层钩状回波、中层有界弱回波区和中气旋结构。超级单体减弱后,因强降水拖曳和降水蒸发冷却,引起云内强的下沉运动,将云外干冷空气带到云内,形成中层后方入流,并在地面形成强冷池,触发干冷后向入流,回波逐渐演化成为弓形。弓形回波成熟阶段,风暴相对后向入流急流在对流区后部2 km高度加速下沉,系统前沿增强至20 m·s^-1。在中层,系统后侧南北两端形成气旋和反气旋涡旋对,此中层涡旋对后向入流强度贡献约20%。在系统前缘低层（1.5 km）、出流边界附近,存在一气旋式涡旋。受后向入流急流和此低层涡旋的共同作用,在顶点附近产生超过32 m·s^-1的最大地面相对风速。至减弱期,低层出流扩展至系统前方20 km,截断了低层暖湿入流,使其快速减弱。     

新疆绿洲系统自组织演化与机理

应用自组织理论为指导思想,从绿洲的系统性、整体性、复杂性角度出发,以新疆为例进行实证分析,深入研究绿洲系统的发展特征与演化机制.分析结果表明:[1]自组织理论在解释绿洲复杂系统的发生、发展、演化过程方面是一种非常强大而有效的理论依据;[2]绿洲系统的发展是由干旱环境背景下的特殊自然地理要素的自发演化所构成的自组织与由人为进行的规划与干预所构成的他组织的复合发展过程;[3])绿洲系统具有开放性、非平衡性、非线性、涨落等明显的自组织特征,有着从非组织到组织、从组织程度低到组织程度高、复杂度不断增长等自组织演化过程;[4])绿洲系统中自组织与他组织的相互影响机制决定着绿洲系统运行态势及其特征.新疆绿洲系统发展的特征分析充分揭示并验证了绿洲系统的自组织与他组织特征与演化过程,充实了绿洲研究的理论体系及其内容,为提高我们对绿洲发展规律的认识、科学实施他组织、有效长期的组织绿洲,为正确引导绿洲系统发展过程与方向提供了科学的理论依据.     

多源数据融合下的城市化与生态环境耦合协调研究

利用DMSP/OLS、NPP/VIIRS和Landsat遥感影像数据分别提取平均夜间灯光指数(ANLI)和生态环境指数(RSEI),构建城市化与生态环境耦合协调度模型,定量分析研究区在2000—2015年的城市化与生态环境耦合协调发展状况.结果表明:①2000—2015年的乌鲁木齐城市化水平持续上升,一带一路倡议和生态...     

藏北改则县别若则错活动断裂的发现及其地质意义

由于调查研究资料有限,目前对藏北高原内部近EW向的伸展变形样式和具体调节机制一直存在诸多争议。最新开展的地表调查在藏北高原西部的别若则错新发现了1条长约20km、走向近NNW的走滑断裂。该断裂表现出断塞塘、水系错动及断层崖等典型的走滑断裂变形标志。水系错动及构造地貌显示,别若则错断裂是以右旋走滑运动为主、兼具明显正断分量的张扭性断层,是高原内部近EW向伸展变形的产物。通过与羌塘古大湖进行对比分析,认为该断裂错断的最新地貌体是晚更新世的冲洪积扇,未错断全新世扇体,且断崖坡角已显著变缓,表明其最新活动时间可能为晚更新世。综合分析地表调查和遥感影像的错断位移恢复结果,发现最新一次断裂活动的最大右旋走滑位移约2～3m。晚更新世早—中期冲洪积扇体的累积最大右旋走滑位移约44m,垂直错动约2m,由此推测该断裂晚第四纪以来走滑速率约1mm/a,显示弱走滑变形特征。别若则错断裂近NNW的走向与印度和欧亚板块碰撞的主压应力轴(σ1)的夹角约30°,而已发现的区域性共轭走滑断裂与σ1呈约60°～75°的较大夹角,两者显著不同,表明藏北地区共轭走滑断裂带的组合方式可能存在不同的样式:一种是钝角,可能与拉萨和羌塘地体内的剪切作用或块体挤出有关;另一种是锐角,可能代表着新生破裂特征,推测其可能与高原内部近SN向正断层的N向的延伸有关,其成因机制仍需进一步研究。     

基于年际增量法的广西6月月降水量预测

利用广西87个气象站6月月平均降水量及NCEP/NCAR再分析资料,通过普查1960—2021年广西6月月降水量年际增量与前期500 hPa位势高度场的相关性,选取影响广西6月降水异常相关性较高的前期预测因子,研究其主要影响机制,并采用模糊神经网络与熵度量相结合的方法构建月降水年际增量的集合预报模型,对预测模型进行1960—2013年的拟合检验和2014—2021年的独立样本预报检验。结果发现,该模型的预测准确率较高,独立样本的回报年份同号率为87.5%,拟合平均绝对误差为26.64 mm,拟合平均相对误差为9.06%,预报效果优于利用逐步回归方法构建的预测模型,而且模型性能比较稳定,具有较好的业务应用前景。     

多步预测的小波神经网络预报模型

采用小波分析与人工神经网络相结合的方法，进行了一种新的非线性长期预报模 型研究。结果表明，所构造的小波神经网络多步预测模型对历史样本具有很好的拟合效果， 独立样本的预报效果也令人满意。并且，该预报模型具有误差收敛快，预报时效长以及建 模所需阶数低等显著优点，具有很好的研究前景。     

基于BP神经网络模型的广西月降水量降尺度预报

应用1961～1998年的山东省40个代表站夏季降水资料及NCAR/NCEP再分析月平均资料,分析了山东夏季降水的气候特征,并对旱涝年的大气环流异常进行了合成对比分析。结果表明:山东夏季降水整体表现为旱涝同步,降水分布呈现由东南向西北递减的趋势。涝年与旱年的环流形势存在明显的差异:涝年,贝加尔湖及其以西地区的位势高度降低,我国东部到日本海的位势高度明显升高。东亚大槽、乌拉尔山阻高、副热带高压位置及强度的变化对山东夏季降水有重要影响。有三支暖湿气流在山东上空交汇,为降水提供了充沛的水汽来源;而在旱年,上述环流特征呈现相反的形势。     

基于C-FMCW雷达的高原夏季对流云垂直结构分析研究

第三次青藏高原观测试验中C波段垂直探测雷达于2014年7-8月在西藏那曲地区进行了连续探测,对获取的降水云廓线数据进行处理分析得到37个对流云体,提取包括对流强度CI(大气上升运动与下沉运动差)、云顶高度Hctop、35 d BZ回波区顶高Hz35、最大回波强度Zmax等13个特征参数。运用模糊聚类分析方法对对流降水云体特征参数进行深厚和浅薄对流云分类,其中Hctop和Hz35分类清晰,与CI分类的相似度超过0.8,使用一致性较好的三个特征参数CI、Hctop、Hz35对37个对流降水云进行聚类分析,得到9个深厚对流降水云体和28个浅薄对流降水云体。深厚对流云体中CI最大达到33 m·s-1、Hctop最深为12 km、Hz35高于5 km(距地高度AGL,下同);浅薄对流云中CI平均仅14 m·s-1、Hctop平均为2.5 km。在深厚对流云中0.8~1.5 km高度处常出现类似零度层亮带的回波强度和径向速度加强层,浅薄对流云体此特征不明显。结合天气雷达回波分析,深厚对流云体的水平分布多表现为对流单体嵌入到降水系统中,而浅薄对流云体则表现为孤立的爆米花分布。9次深厚对流累积地面降水量82.7 mm,占7-8月总降水量的28%,多伴有冰雹出现;28次浅薄对流累积地面降水量28.7 mm,降水贡献远小于深厚对流云。     

自动气象站观测数据在MICAPS中的实现

利用Micaps系统处理地面资料的功能，对单收站下发的自动气象站数据进行处理，方便快捷地实现数据在Micaps中的显示，使预报工作人员可随时了解最新气象要素的变化。