非结构网格空气质量模式对东亚强沙尘暴的初步模拟研究

基于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数值预报模式(NAQPMS)和英国帝国理工学院应用计算与建模小组(AMCG)研制的有限元流体模式(Fluidity),构建了非结构网格沙尘传输模式(Fluidity-Dust),并模拟再现了2010年3月19~22日东亚强沙尘暴整个暴发、演变的三维立体动态过程,从整体上对这次沙尘事件有了全新的直观认识和了解。通过利用FY-2D卫星沙尘反演资料及MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)卫星反演的气溶胶光学厚度(AOD)资料,可对模拟结果进行整体上对比验证;同时,利用中国9个城市站点的PM10(空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物,即可吸入颗粒物)地面观测资料以及日本多个站点的激光雷达资料,逐一对比分析了不同地区PM10的时空分布以及沙尘传输经过时的垂直分布情况;并与NAQPMS模式的沙尘模拟结果进行了模式间的对比分析。对比结果均表明:该模式具有较好的模拟能力,能很好地模拟再现整个沙尘暴过程,为今后进一步运用自适应变网格技术以实现对沙尘暴的高精度追踪模拟奠定了基础。不同模式比较是量化模拟不确定性的重要方法。以往沙尘输送模式比较研究表明:起沙量模拟的不确定性是沙尘暴数值模拟的最大不确定来源。本文通过两个具有相同起沙方案的模式对同一沙尘事件的模拟,发现不同的平流方案以及不同的沉降计算也会对沙尘过程模拟产生重要影响。     

空气质量数值模式预报中资料同化的初步研究

利用嵌套网格空气质量预报模式,在对上海市环境监测中心提供的观测数据进行必要的质量控制后,采用最优插值方法对可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)和二氧化硫(SO2)进行资料同化。选取2004年8月1～20日做作逐日同化试验的结果表明,无论是PM10、NO2还是SO2,其同化偏差平均值均在20μg.m-3以下,比同化前减少了至少50%;3种污染物的同化偏差小于其未同化偏差的天数均在16天以上。在大气清洁和污染两种情况下,对PM10分别作10天的同化试验表明,同化后的均方根误差均小于同化之前。此同化方法能利用观测数据较好地修正空气质量模式预报场,从而为模式提供与实际更加接近的初始场。     

Dust storm ensemble forecast experiments in East Asia

The ensemble Kalman filter (EnKF), as a unified approach to both data assimilation and ensemble forecasting problems, is used to investigate the performance of dust storm ensemble forecasting targeting a dust episode in the East Asia during 23–30 May 2007. The errors in the input wind field, dust emission intensity, and dry deposition velocity are among important model uncertainties and are considered in the model error perturbations. These model errors are not assumed to have zero-means. The model error me...     

全球海水质量季节变化研究

海平面变化是海水密度和海水总质量变化的结果,是全球气候变化研究的重要内容之一。利用GRACE卫星观测得到的重力场系数变化资料及重力卫星测高得到的海平面变化扣除由模式得到的热容海平面变化,研究了海水的质量变化。研究结果显示,由这两种方法得到的海水质量变化有非常明显的季节性特征,且其周年振幅和位相非常接近。     

测量仪器检修中心获国防二级计量站资格

1990年,总参测绘局委托我院建立了局外业仪器检修中心,承担全军测绘部队外业光学仪器和精密电磁波距仪及全站仪检测维修工作。检修中心成立两年多来,在局业务部门的指导帮助下,边组建边工作,检测设备和场地不断落实和完善,常规光学仪器检修能力在原基础上得到     

北方河流湿地生态修复工程:以晋城丹河湿地公园为例

随着国家提出生态文明建设,"美丽中国"成为强国目标,生态修复与湿地保护也成为研究热点。针对北方河流湿地水源不足、污水泛滥、洪水频发、生境退化等问题,介绍了山西省晋城丹江湿地恢复工程的规划方案和实施情况,旨在为河流生态补水、湿地生态修复、生境恢复重建与湿地工程措施等方面提供参考。     

新疆库米什地区钨矿成矿远景探讨

前人资源评价工作显示新疆伊犁-中天山地块东部库米什地区具有一定的钨矿找矿前景,并已发现有忠宝中型矽卡岩型钨矿床.为进一步查明区内钨矿找矿有利地区,文章以对忠宝钨矿床的成因认识为基础,通过分析库米什地区多光谱(ETM+)、高光谱(EO-1)等遥感蚀变信息及基于多重分形建模思想的奇异性分析方法,对区域1∶20万地球化学数据进行处理,并结合本区的构造演化及成矿地质背景,提取与钨矿化有关的找矿信息.结果显示,与钨有关的矿化信息总体具有如下分布特点:①沿中天山地块南缘忠宝岩体及桑树园子岩体与围岩的接触带部位分布;②中天山地块内沿NWW向串珠状分布.各类矿化信息均与花岗岩体关系密切,并表现出明显的分带性及定向分布特征.结合已有研究,认为本地区钨矿化应与库米什地区南天山洋东段闭合及后造山伸展作用所引发的构造岩浆活动关系密切.根据上述认识对库米什地区钨矿找矿远景进行了探讨,并根据找矿信息圈定了若干有利的成矿远景区.     

探索和实践产业园发展模式建设国家地理信息产业「新硅谷」

随着3S技术应用领域的不断拓展,特别是新一代互联网、物联网和云计算等高新技术的融合和发展,地理信息产业已成为全球成长性最好、产业链最长、拉动效应最强的朝阳产业,成为国家城镇化建设、信息化建设的重要组成部分,成为我国调整产业结构、转变经济增长方式和改善民生的战略性新兴产业. 面对这一历史机遇和日趋激烈的国际竞争,如何迅速形成产业集聚,实现要素整合和资源共享,已成为我国地理信息产业面临的一项重大课题.在这一背景下,地理信息产业园应运而生,并迅速在全国呈现燎原之势,成为提高我国地理信息产业综合竞争力、推动我国由"测绘大国"向"测绘地理信息强国"转型的有效途径.     

近50年中国降水格点日值数据集精度及评估

利用高质量的2472个气象台站逐日降水资料和薄盘样条法,对1961 2010年中国大陆降水资料进行了空间内插,得到了中国地面降水0.5°×0.5°格点日值数据集。对该数据集的评估结果表明:夏季误差明显大于其他季节,冬、春、夏、秋季分别有96.7%,91.8%,63.2%和94.0%的台站绝对误差在±1 mm·d-1之间;冬、春、夏、秋季分别有53%,68%,72%和70%的台站相对误差在±10%之间。基于台风"碧利斯"等3个强降水事件的分析和插值试验表明,格点化降水可以较好地描述一定范围内的面雨量。对比CP和APHRO两套格点资料表明,APHRO格点资料在刻画长江以南的年降水量气候态空间特征方面与观测值较一致;CP格点资料对青藏高原、天山山脉和塔里木盆地等大地形附近的降水空间特征描述较准确。另外,CP和APHRO格点资料都可以再现江淮梅雨日变化特征。当出现大雨和中雨日时,两套网格化降水资料同等程度地弱化了降水强度,而出现小雨日时,CP格点资料更接近实测降水。     

基于珞珈一号夜间灯光数据的广州市建设用地识别

夜间灯光数据和人类活动密切相关,可用于识别城市建设用地。目前主要利用DMSP/OLS和NPP-VIIRS夜间灯光数据进行建设用地识别,由于数据质量原因,这两类数据的识别结果精度较差。珞珈一号夜间灯光数据与比以往夜间灯光数据相比,时间分辨率、空间分辨率和光谱分辨率明显提升,是进行建设用地提取的更理想的数据源。本研究首先对珞珈一号夜间灯光数据进行辐射和影像配准,提高数据质量,然后利用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)影像分类方法对广州市2017 年建设用地分区识别,并利用Kappa系数分区、分地类评价识别结果精度。研究发现：① 利用珞珈一号夜间灯光数据识别建设用地的精度明显优于利用DMSP/OLS和NPP-VIIRS夜间灯光数据识别结果的精度;② 广州市中心城区辖区的建设用地识别结果精度较高,识别结果Kappa系数均在0.9以上;外围辖区识别结果精度相对较低,识别结果Kappa系数为0.85左右;③ 城市、建制镇等单个地块面积较大、灯光亮度较高的地类识别结果精度较高,识别结果Kappa系数均在0.9以上;村庄用地、铁路公路用地由于单个地块面积小、布局比较分散、部分路段无照明条件等原因,识别结果Kappa系数相对较低,为0.85左右;采矿、风景及特殊用地夜间基本无人类活动,缺少夜间灯光,难以用夜间灯光数据识别,Kappa系数为0.45左右。本研究证明了利用珞珈一号夜间灯光数据能有效识别建设用地,同时丰富了珞珈一号夜间灯光数据的应用场景。