3种土壤冻融判别算法在青藏高原的分类精度评价

本文比较了基于AMSR-E被动微波数据的3种土壤冻融判别算法在青藏高原相关地区的分类精度。3种算法分别是：双指标算法、决策树算法、判别函数算法。本文选取了来自青藏高原那曲、玛曲、阿里3个地区土壤温湿度观测网的地表温度数据,并结合AMSR-E被动亮温数据,对上述算法在以上地区的分类精度分别进行了比较评价。结果表明：不论是白天还是夜间,相较于干旱区微波信号来自深层土壤的难以准确探测,在青藏高原半湿润半干旱区算法可取得相对较好的判别准确率;双指标算法相较于其他2种算法,在观测区具有较高的分类精度,且夜间分类精度高于白天;实测数据存在资料代表性不普遍即网格所包含站点信息量不够的问题,这也是后续工作中提高分类精度值得关注的着手点。     

南疆西部秋季一次罕见暴雪过程诊断分析

利用常规气象观测资料,FY-2G卫星、喀什多普勒雷达、全球同化系统(global data assimilation system, GDAS)数据及NCEP(1°×1°)再分析资料,对2020年11月20—23日发生在南疆西部喀什、克州地区的一次暴雪天气过程进行了多尺度诊断分析。结果表明：500 hPa中亚低涡为此次暴雪天气过程发生的大尺度环流背景,700～850 hPa切变线提供有利的动力条件,中低层持续上升运动以及低层辐合、高层辐散的配置为暴雪提供动力支持;HYSPLIT水汽后向轨迹模拟结果显示,此次暴雪水汽源地主要在里海—咸海、西西伯利亚,不同高度上两者水汽贡献率有明显差别,里海水汽贡献率大于西西伯利亚水汽贡献率,因此偏西路径水汽输送占比略多;整个暴雪天气过程中雷达回波以层状云回波为主,回波强度仅为20～25 dBz,但有弱的对流特征;降雪开始时卫星云图上云顶亮温迅速下降,降雪区处于其等值线边缘的梯度大值区。     

巴音布鲁克山区夏季罕见极端雨转暴雪成因分析

利用常规气象观测、加密自动站、FY-2G卫星云图以及NCEP的FNL 1°×1°和欧洲中心的ERA5 0.25°×0.25°再分析资料,对2020年6月28—29日巴音布鲁克山区一次罕见雨转暴雪天气环境场特征进行分析,结果表明：(1)此次雨转暴雪发生在对流层高层南压高压双体型呈西强东弱向东强西弱转换和中层两脊一槽的大尺度背景中,由中高纬度同位相叠加低槽锋区南段强冷温槽掉入南疆盆地东移北抬造成。(2)咸海北部、阿拉伯海水汽从中高层、北疆和河西走廊的水汽从中低层向南疆盆地汇合堆积,沿偏南气流向中天山集中辐合,并在中高层增强,偏西路径水汽输送持续时间长,偏南路径水汽仅存在短暂接力输送。(3)南疆盆地冷温槽前西南湿暖气流风速脉动辐合与中低层伊犁河谷冷湿气流和南疆盆地东南侧干暖舌在中天山附近叠加触发β中尺度对流云团发展,与α中尺度云团合并增强,在中天山高海拔地形作用下与低槽冷锋叠加影响,形成长时间维持的＜-50℃TBB中尺度对流云团,降温明显致使雨转暴雪。(4)雨转暴雪区位于副热带西风急流分流区、地面冷锋后部负变温区和南疆盆地700hPa东南低空急流出口区顶端辐合区的叠置区域,高空强烈发展的倾斜锋区致使暴雪区垂直涡度显著发展。(5)中天山东西两边的暴雪落区与600hPa中尺度涡旋锋生对应,低层偏北气流为暴雪发生提供“冷垫”并与中层西南暖湿急流形成强的垂直风切变增强斜升运动,水平方向上冷暖、干湿气团的局地锋生造成中尺度次级环流与大尺度锋面次级环流叠加发展,致使上升运动更强、向上伸展高度更高,对降雪强度起增幅作用。     

青藏高原暖季中西部的断面降雨观测:系统设计与初步结果

青藏高原中西部环境恶劣,地表圈层相互作用强烈,近40年来气候和水循环变化显著.降水实测数据匮乏是该地区地表过程研究的一个瓶颈.近6年来,我们为该地区设计并建立了降雨的南北观测断面和东西观测断面,获得了暖季(5～9月)的小时分辨率降雨数据.南北断面从喜马拉雅山南坡的亚东河谷延伸到高原腹地的双湖县,共31个站;东西断面从高原西边的狮泉河延伸到中部的那曲,共22个站.该观测数据已应用于阐明高原中西部降水的时空变化特征,评价典型格点降水产品的质量,支持区域气候模式的开发,揭示夏季的湖气相互作用过程.该观测数据已在国家青藏高原科学数据中心公布.     

2001年芸予地震前后近畿地方及其周边地区地下水位与地壳应变的变化

日本地质调查所在近畿及其周边地区设立了一个为地震预测研究服务的地下水观测网,它主要由沿活断层分布的21个观测点组成,分布区域为北纬34°～35.5°,东经134.5°～136.7°。这些观测井是由日本地质调查所在1995年兵库县南部地震(阪神地震)后重新设立的,所有观测井从1998年开始连续观测。2001年3月24日的芸予地震(M6.7)就发生在该观测网以西近海,震源深度51 km,震中离最近的观测井约170 km,最远的约380 km。尽管许多观测井都观测到了地下水位和地壳应变的同震或震后的变化,但都没有明显的震前变化。分析观测结果显示,这些同震和/或震后的变化,可通过由断层模型估计的同震体应变变化得到很好的解释。通常同震和/或震后的地下水位改变由两个因素引起,一个是同震应变变化,另一个是强地面运动,强地面运动使含水层产生裂纹,有时还会发生液化。当发生的地震相对较深并远离观测网时,那么在观测网范围内的地面运动将会很小。因此推断,由应变引起的同震和/或震后地下水位变化比其他因素引起的水位变化大。     

岩溶隧道隔水岩盘安全厚度预测模型

岩溶隧道掌子面不采取支护措施,极易成为突水灾害的常发部位,其又为隧道施工的工作面,突水灾害势必会带来严重后果。在岩溶隧道掘进过程中,掌子面与前方含水构造间的隔水岩盘厚度留设问题非常关键,决定着突水灾害的发生与否。对掌子面前方隔水岩盘安全厚度的影响因素进行分析,认为岩盘质量与岩溶水压是主导因子。利用三维有限元方法模拟岩溶隧道开挖过程,研究隔水岩盘安全厚度与其主导因子的相关变化规律。基于非线性回归方法,提出了能简单快速预测掌子面前方隔水岩盘安全厚度的数学模型,并为工程实例所验证。该预测模型具有简易、快捷、实用等特点,为岩溶隧道隔水岩盘安全厚度的预测提供了一个为现场工程师所接受的强有力工具。     

西藏地区雪灾等级评估研究

建立了基于距离函数的雪灾等级评估模型,采用此模型对1979-2013年西藏地区39个站点筛选出的370次雪灾个例进行等级评估。结果如下：一级和二级雪灾占绝大多数,三、四级雪灾出现的次数相对较少。春季发生雪灾的次数最多,其次为冬季,夏季只有9次一级雪灾发生。1979-2013年,三级雪灾出现的次数在减少。20世纪90年代以前三级雪灾多发生在冬季,以后三级雪灾多发生在春季。四级雪灾在20世纪90年代发生的次数最多,且持续时间较长,大多发生在冬季,21世纪以来有所减少,雪灾发生在秋季和冬季的次数相当。     

策勒绿洲沙漠过渡带小气候的空间差异

对策勒2011年1—12月4个不同下垫面的风速、温度、湿度、光合有效辐射的月差异进行分析,同时选取夏季晴天天气作为背景,比较沙尘暴、扬沙、浮尘、阴雨天时4个下垫面气象要素的差异。结果标明:与流沙地相比,绿洲-沙漠过渡带半固定沙地、固定沙地、绿洲内部2.0 m高处的6月平均风速依次减少了25.22%、27.93%、65.27%,12月绿洲内部0.5 m高处平均气温分别高于流沙地、半固定沙地、固定沙地1.39 ℃、1.21 ℃、2.70 ℃。5—10月4个下垫面之间温、湿度差异较春、冬季显著,7月流沙前沿2.0 m高处平均气温分别比半固定沙地、固定沙地、绿洲内部高0.35 ℃、1.61 ℃、3.75 ℃。沙尘暴天气下4个下垫面之间的风速差值依次小于扬沙、浮尘、阴雨、晴天天气下;在浮尘和晴天天气下,气温从流沙前沿到绿洲内部逐渐减低,相对湿度逐渐增加;沙尘暴和阴雨天气下各下垫面的气温和相对湿度无明显差异,扬沙天气下各下垫面之间温、湿度差异大于阴天天气,但小于浮尘和晴天天气;4个下垫面之间的光合有效辐射（PAR）在沙尘暴天气下差异最为明显,浮尘和阴雨天气下4个下垫面之间的PAR接近,晴天天气下各点PAR明显大于扬沙天气下,且各下垫面之间差异大于扬沙天气下的差异。     

西藏高原短临天气预报预警系统构建研究

参考气象信息综合分析处理系统和卫星广域网灾害天气短时临近预报预警系统的界面操作特征,利用现有卫星遥感资料、自动站资料、闪电定位资料、探空资料和常规气象要素资料等观测资料,以及已研制的有关西藏高原的降水预报预警模型、物理统计诊断模型和三维云模式预报模型等,同时考虑西藏高原地区雷达资料应用的地理障碍,设计构建了西藏高原短临天气预报预警系统。通过可视化简单编程指令代码语言环境实现了能集成气象信息综合分析处理系统的信息分析功能、适合西藏高原的短临天气预报预警的实用系统。     

EOS—MODIS卫星资料在北疆大雾监测中的应用分析

根据雾与云、积雪、裸地等地表物在可见光、长波红外和中红外波段的反射及辐射特性差异,利用MODIS卫星多通道多光谱探测数据,采用最佳波段组合法和量化判识指标法,对2006年3月8日到10日北疆大雾天气进行判识检验试验和动态监测分析。结果:发现较利于雾与背景(地物、云、雪)分离的最佳波段是可见光B0.65μm和近红外B0.85μm、短红外B1.64μm、中红外B3.7μm、热红外B11μm,综合判识就可以将云、雾、雪、裸地有效的区分;雾在夜间的有效温度在中红外波段比热红外波段低,可采用中红外和热红外波段的组合方法,根据两通道的亮温差进行雾的监测。