利用卷积神经网络开展偏振雷达定量降水估测研究

利用偏振升级改造后的广州新一代天气雷达（CINRAD/SAD）水平反射率ZH、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和广东佛山219个地面气象自动站雨量数据,形成不同偏振量组合的8个数据集。基于卷积神经网络（CNN）,建立雷达定量降水估测网络架构QPEnet, 并将该架构用于雷达定量降水估测（QPE）,评估结果表明：数据集通道数N的增加可降低QPEnet的定量降雨估测的均方根误差（RMSE）,并提高相关系数（CORR）;对于由ZH形成的数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min,随着通道数N的增加,数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min的性能逐步得到提高,数据集Z_1~3 km和Z_6 min的均方根误差（RMSE）分别是4.71和3.78,比数值集Z分别降低了1.3%和18.7%;数据集Z_1~3 km和Z_6 min的CORR分别是0.82和0.88,比数据集Z分别提高了2.5%和10.0%;对于ZH、KDP和ZDR偏振量组成的数据集里面,数据集Z_ZDR_KDP的拟合性能最好,RMSE为3.97,比数据集Z的RMSE降低了14.6%,CORR是0.86,比数据集Z提高了7.5%;分别对0.6～5 mm、5～10 mm、10～20 mm、20～30 mm、30～40 mm、40～50 mm和50 mm以上的7个降水量级的均方根误差（RMSE）、平均偏差比（MBR）、平均误差（AE）和相对误差（RE）等的统计结果表明,数据集Z_6 min降雨精度最高。     

轨道高程控制网的优化设计

针对常规水准测量存在效率不高、高程点精度不均匀等问题,该文分析了《高速铁路工程测量规范》(TB10601—2009)中介绍的两种CPⅢ高程控制网测量方法——德国中视法和中国矩形法的特点及其在实践中的应用,在此基础上提出了外业测量效率更高的新矩形法、单程矩形法和双程矩形法,通过对3种方法的相邻点高差中误差和每千米高差全中误差的估算以及实验验证了这3种方法不仅能满足现有的高铁规范要求,而且效率更高,可以成为CPⅢ高程控制网的建网方法;证实双程矩形法更适合用于工期较为宽松的CPⅢ高程网的建网测量,新矩形法和单程矩形法适用于工期紧张的CPⅢ高程网的复测。     

广州相控阵天气雷达组网方案设计及其观测试验

通过统计近3年广州强对流的回波结构特征,设计了由4部具有双线偏振功能的X波段相控阵天气雷达组网,覆盖广州中心城区。以期获得本地小尺度对流单体生消完整过程的精细探测资料,为对流单体生消机理分析提供数据基础,同时为分析城市冠层影响飑线等线状对流系统强度变化提供观测依据。观测试验表明:相控阵雷达网获取的高分辨率探测数据,监测本地生消的小尺度对流单体、线状对流系统的强度变化有明显优势,对预警信号发布等业务有很大帮助。不足之处是该相控阵雷达采取单波束扫描模式,加快扫描速度受到一定程度限制。     

上海中心城区二氧化碳通量特征分析

利用位于上海中心城区徐家汇站的涡动相关湍流通量资料,对该区域2012年12月至2013年11月二氧化碳（CO₂）通量的时间变化、空间分布特征、年总排放量进行分析。结果表明：中心城区徐家汇为CO₂通量的源区,CO₂通量的日变化呈现与交通流量相对应的双峰现象,冬季的通量值普遍小于其他季节,尤其在早高峰时段更为明显。节假日CO₂通量的早高峰效应并不明显,其峰值明显低于工作日,且有滞后的趋势。各方向CO₂通量大小与其周边下垫面情况密切相关,夏季白天在商业建筑密集区和主要道路处,CO₂通量明显高于其他季节。上海中心城区CO₂通量的年总排放量为44.5 kg/（m²·a）,高于国内外其他城市的市中心或高密度住宅区的数值,这主要和观测时段相对偏晚、植被覆盖率偏低、周边高层建筑和主干道偏多有关。     

GRAPES区域集合预报系统应用研究

为发展GRAPES(Global and Regional Assimilation and Prediction System)区域集合预报系统(GRAPES Regional Ensemble Prediction System,GRAPES-REPS),采用集合变换卡尔曼滤波(ETKF)初值扰动方法以及多物理过程组合的模式扰动方法,基于业务区域模式GRAPES_MesoV3.3.2.4构建了区域集合预报系统,进行了连续40 d的批量试验,重点分析了ETKF初值扰动的结构及其演变特征,并通过概率预报检验方法对GRAPES-REPS进行了集合预报系统性能检验和降水预报检验,分析了该系统对强降水个例的预报效果。试验结果表明,GRAPES-REPS能产生较合理的集合预报初值扰动,扰动结构随流型依赖并对观测有较好的响应,且扰动成员相互正交。扰动总能量分析表明集合扰动能够随预报时效保持合理增长状态。集合预报检验表明集合预报结果优于控制预报,集合成员间在72 h预报时效内能保持合理的集合离散度。将该区域集合预报系统与业务上基于WRF模式的区域集合预报系统WRF-REPS进行了降水预报对比,表明GRAPES-REPS的降水预报能力表现要优于业务WRF-REPS。强降水个例分析表明集合预报能较好预报出强降水中心,预报效果明显优于控制预报。     

桂林一次强下击暴流成因分析

2019年3月21日广西桂林市临桂区发生一次极端大风天气过程(以下简称"3·21"临桂大风),当日21:13临桂观测站记录最大阵风风速为60.3 m·s-1(17级).通过风灾现场调查判断这是强度为EF2级的微下击暴流过程.应用常规观测资料以及加密自动气象站、探空、多普勒雷达等资料,分析了"3·21"临桂大风的环流背景...     

河南洛阳地震台影区地震震相特征

以河南洛阳基准地震台数字观测记录的地震波形为基础,总结了震中距6°～20°的影区地震的震相特征,对台站一线观测人员在震相的准确判别及提高地震定位精度方面具有实际的指导意义。     

大别山北部饶拔寨超镁铁岩体微量元素地球化学

本文报道了饶拔寨超镁铁岩体的5个钻孔15个岩心样品的主量元素和微量元素成分。该岩体由上、下两部分构成。岩性以方辉橄榄岩为主，纯橄榄岩和二辉橄榄岩次之。主量元素成分表明岩体由饱满地幔经过不同程度部分熔融，形成了亏损程度不同的大陆岩石圈地幔。总体上下部岩体较上部亏损程度大。原始地幔标准化REE等不相容微量元素丰度模式表明岩体在熔融作用后又经过了地幔交代作用，形成不同程度LREE和LILE的富集。样品中有角闪石和金云母等含水矿物，表明有实性地幔交代作用。对比LREE与LILE的富集特征，表明可能有两类地幔交代作用，有两种不同性质的交代介质，LREE和Sr等的富集可能与硅酸盐熔体有关，而Rb、Ba、K等的富集可能与俯冲带流体活动有关。总体上下部岩体的交代作用较上部岩体的强。     

中亚造山带天河石花岗岩及相关铷矿床的主要特征与研究进展

铷是重要的关键金属矿产资源,是未来各国资源争夺的焦点。虽然我国铷矿资源总量丰富,但主要为低品位难以加工利用的花岗岩型铷矿床,而以铁锂云母、锂云母和铯沸石等作为矿石矿物的高品位易加工花岗伟晶岩型铷矿床非常有限。因此,富铷花岗岩及相关铷矿床的形成过程、元素分异机制以及铷在不同矿物相中的赋存状态和控制因素是铷矿床成矿机制研究和找矿工作的关键。本文在对花岗(伟晶)岩铷矿主要研究进展进行综述的基础上,简介中亚造山带东、西段典型天河石花岗岩及相关铷等稀有金属矿床的主要特征和时空分布,并对未来研究重点进行了展望。本文认为,中亚造山带是全球最重要的天河石花岗岩和相关稀有金属矿床成矿域,其西段大量发育三叠纪天河石花岗岩,而东段大量发育晚侏罗至早白垩世天河石花岗岩。两者形成时代和构造背景分别与古亚洲洋向古特提斯洋构造域,以及古亚洲洋向古太平洋构造域的巨大转折相对应,铷等稀有金属成矿潜力巨大,值得开展深入的年代学、岩石学和矿床成因研究。