Anomalous atmospheric events leading to Kyushu’s flash floods,July 11–14, 2012

During July 11–14, 2012, deadly floods and landslides triggered by a series of unprecedented heavy rains hit Kyushu, Japan, causing at least 32 deaths and around 400,000 evacuations. We focus on synoptic anomalies identified after inspecting rainfall patterns and documenting the conditions associated with this tragic event using data combined from the Global Rainfall Map in Near Real Time data, the NCEP/NCAR Reanalysis dataset, and the global forecast system. Rainfall maps indicated that there were many heavy rains in Kyushu in these days and this disaster was associated with the pattern of forecasts and standardized anomalies. A weather trough with positive height anomalies appeared, the center of which moved to the north of Japan over this period, which might cause wind anomalies and whereby lots of water vapor were transported to Kyushu area with up to 90 m s^?1, and high values of precipitable water formed with up to 60 mm. These results suggest that a larger-scale pattern is conducive for heavy rainfall and the anomalies put the pattern in context as to the potential for an extreme rainfall event, which can provide insights and methods for predicting extreme events’ or something similar.     

1970—2018年秦岭南北冷季降雪量时空变化及其影响因素

基于72个气象站点逐日观测数据,对1970/1971—2018/2019年秦岭南北冷季（11月~次年5月）降水类型（降雪、降雨和雨夹雪）进行识别;重点关注降雪时空变化特征,探讨降雪与气温、湿球温度的响应关系;依据“夏季-秋季-冬季”Niño 3.4区海温异常状态,细化4种不同发展过程的厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）事件,分析降雪异常与不同ENSO事件的对应关系。结果表明：① 相比气候平均态（1970—2000年）,1990—2018年,秦岭南坡（山地暖温带）降雪量下降了3.1 mm,基本与关中平原降雪量（17.1 mm）持平;② 空间趋势上,低海拔河谷地带降雪量以年代波动为主,山地高海拔地区为降雪下降区;③ 秦岭高山地区气温或湿球温度每升高1.0℃,降雪量分别下降23.1 mm和24.3 mm;从地带性角度分析,由北向南气温或湿球温度每升高1.0℃,秦岭南北降雪量分别下降3.0 mm和2.8 mm;④ 当厄尔尼诺/拉尼娜持续型发生时,关中平原降雪异常偏多;当拉尼娜发展型发生时,秦岭山地和大巴山区降雪异常偏少。当厄尔尼诺发展型发生时,秦岭南北降雪异常呈现“东西分异”,秦岭山地东部和关中平原为降雪异常偏少区。     

基于多源遥感和机器学习方法的科尔沁沙地植被覆盖度反演

植被覆盖度是监测生态系统及其功能的关键参数,如何提高大区域植被覆盖度的反演精度,对生态脆弱区环境可持续发展至关重要。本研究基于人工神经网络、支持向量回归和随机森林等机器学习方法,利用无人机、Worldview-2与Landsat 8 OLI遥感数据,对科尔沁沙地植被覆盖度进行多尺度反演。结果表明：随机森林模型比人工神经网络、支持向量回归模型表现佳,可在单元（试验区）、区域（研究区）尺度上较高精度地反演沙地的植被覆盖度,反演值与无人机实测值均在线性水平上呈显著相关（P<0.01）;在单元、区域尺度上,构建的植被覆盖度反演模型测试集R²分别为0.84、0.80,MSE分别为0.0145、0.0370,一致性指数d分别为0.9576、0.8991。利用多源遥感数据和机器学习方法,通过局部区域的高精度反演逐步实现低空间分辨率遥感影像的大区域植被覆盖度反演,不仅可有效提高沙地植被覆盖度的反演精度（R²=0.78,大于0.63）,也为区域生态环境监测与生态系统健康评价提供支持。     

国内外煤炭资源量报告对比研究——以南澳WINTINNA矿区为例

以南澳州WINTINNA煤炭勘查区为实例,选取以我国《固体矿产资源储量分类GB／T17766—1999）标准为勘查标准的《南澳WINTINNA勘查区详查地质报告》和以《澳大利亚矿产资源和矿石储量公布规范（JORC规范）2004）为标准的《WINTINNA煤炭资源量评述报告》作为对照,从报告结构、矿产资源量估算、煤炭资源量结果、资源量变化原因四个方面进行了详尽的对比研究,通过算理与算法对资源量变化原因进行剖析,深入阐述了以JORC标准为主导的国际资源储量估算领域的指导思想和国际通行估算方法,指出了国内外在煤炭资源储量估算领域的不同,对提高我国的资源储量报告在国外市场上的效力、实现国内外主要资源储量标准分类下该类型资源储量报告的快速准确映射和转换具有实际意义。     

贵州省2019年8月极端高温成因分析

该文利用贵州省1960—2019年82个地面观测站逐日最高温度资料,计算1981—2010年极端高温阈值。极端高温阈值分布由东向西递减,赤水最高41.8℃,威宁最低30.0℃,2019年极端高温主要出现在贵阳、黔东南、黔南等地。1960—2019年贵州省极端高温仅在3—9月出现,其中8月最多,3月最少,8月的贡献占全年的48.5%,且2019年8月的极端高温站次数为63次,占2019年的88.7%,比8月的60 a平均高7.5倍。21世纪10年代是极端高温的频发时段,其中2019年8月的极端高温站次数和站次比分别是60 a同期的第3和第2高。2019年8月,贵州上空100 hPa受青藏高压异常北抬东伸控制,500 hPa受大陆副高外围及槽后偏北气流控制,地面有热低压的活动及北上超强台风“利奇马”等影响,导致了极端高温,其中有11个测站最高气温突破历史极值。     

不同郁闭度天山云杉林林冠截留量及穿透雨量特征研究

天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica(Rupr.)Chen et Fu)是构成天山山地森林生态系统的主体。选取天山森林生态系统定位研究站不同郁闭度天山云杉林作为研究对象,研究了不同郁闭度条件下天山云杉林冠截留量及穿透雨量的月变化特征、林冠截留量及穿透雨量与总降雨量间的数量关系,通过研究得出结论:林冠截留率与郁闭度表现出显著正相关关系,而穿透雨比率与郁闭度表现出显著负相关关系;穿透雨量、穿透雨比率及林冠截留量的月变化与总降雨量基本一致,林冠截留率则相反;郁闭度为0.8和0.6、0.4和0.2之间的穿透雨量无显著性差异,0.8和0.6与0.4和0.2之间差异明显,林冠截留量相邻郁闭度间均无显著性差异,而不相邻郁闭度之间均差异显著;建立了穿透雨量及林冠截留量与总降雨量间的数学关系,用以定量评价该地区天山云杉林水文生态效益。     

杭州市雷电活动特征及雷电灾害区划

利用杭州市1966-2005年雷暴日资料和2008-2009年闪电定位资料,运用ArcGIS空间分析技术结合数理统计方法,分析杭州市雷电活动时空分布特征,并采用地闪密度空间分布与最大地闪强度空间分布的叠置作为雷电风险的主要评价指标,得到杭州市雷电灾害致灾危险性区划.分析结果表明,在时间分布上,杭州市雷暴天气多发生在夏季...     

华北地区云凝结核的观测研究

利用连续气流纵向热梯度云凝结核仪对中国华北地区空中和地面的云凝结核(CCN)进行了观测研究.2005年秋季和2006年春季的飞机观测结果表明,华北地区的CCN主要来源于地面,近地层CCN浓度较高,CCN浓度随高度增加而减少;CCN的分布与地面源地密切相关,污染地区乡村上空CCN浓度比无污染地区乡村高5倍以上,而污染城市上空的CCN浓度无显著差异;水平穿越淡积云云簇时云内CCN明显减少,表明云对CCN的消耗作用.2005年夏季石家庄地面CCN观测显示,同一过饱和度(S)下的CCN浓度差异很大,在S=0.1%、0.3%和0.5%下的最小值分别为584、808和2431个/cm3,最大值分别为9495、16332和21812个/cm3;CCN有明显的日变化,06时以后浓度开始上升,上午至中午前后达到极大值,下午浓度下降,原因可能是由于上午汽车排放以及光化学产物开始增加所致;降水对CCN具有冲刷作用.本文根据关系式N=CSk拟合得到的空中和地面的CCN活化谱参数C值明显较大(大于1000),k值较高(约0.7),表明华北地区CCN具有大陆性特征.     

基于软硬协作决策的半监督珊瑚礁底质分类方法

珊瑚礁底质分类对海洋资源开发和海洋生态环境保护起到至关重要的作用。目前,深度学习语义分割方法在遥感图像分类领域应用广泛,但在底质分类方面的研究较少。由于基于全监督深度学习的方法中逐像素标注标签的成本较高,不适用于大规模、高频次的底质分类工作,基于半监督的深度学习方法能够有效利用已标注标签为无标签数据产生伪标签,从而有效降低人工成本,然而现有半监督方法的性能易受伪标签噪声的干扰。针对以上问题,本文提出了一种基于软硬协作决策的半监督底质分类方法。首先,利用多模型联合决策生成高质量的伪标签;然后,提出了一种能够顾及伪标签像素置信度的损失函数来指导模型进行训练;最后,采用软硬协作的决策方式得到精确的底质分类结果。在美属维尔京群岛圣克罗伊岛北部的巴克岛礁和夏威夷群岛的中途岛东南约400 km处的珍珠与爱马仕环礁的浅层底栖生物栖息地地图数据集上评估了本文方法的精度,实验结果表明,本文提出的方法与全监督学习方法精度相当,比主流的语义分割方法精度平均高3.08%,能够有效服务于珊瑚礁底质调查工作。     

南海北部表层沉积物碳酸钙含量及主要钙质微体化石丰度分布

通过研究南海北部陆坡至深海平原表层沉积物碳酸钙含量、浮游有孔虫壳体丰度、钙质超微化石丰度空间分布, 认为研究区碳酸钙溶跃面位于水深约3000m处, 碳酸钙补偿深度(CCD)位于水深约3500m或者更小水深。浮游有孔虫壳体、钙质超微化石是表层沉积物碳酸钙的主要组分, 浮游有孔虫壳体对数值、钙质超微化石丰度均与碳酸钙含量对数值呈较好线性关系。水深3000m以浅的表层沉积物中, 碳酸钙含量对数值、浮游有孔虫壳体丰度对数值随水深增大趋于线性减小, 而钙质超微化石丰度随水深增大而趋于线性增大。浮游有孔虫壳体丰度和钙质超微化石丰度分布差异可能与这两类碳酸钙颗粒沉积学行为不同有关:浮游有孔虫壳体丰度随水深的变化可能主要受到陆源粘性颗粒稀释作用; 钙质超微化石和陆源粘性颗粒沉积学行为相似, 可能主要在海底边界层参与絮凝作用和反絮凝作用, 随水深增大皆趋于富集。随着水深从3000m逐渐增大, 碳酸钙溶解作用成为海底碳酸钙分布的主要影响因素, 碳酸钙含量对数值与浮游有孔虫壳体丰度对数值随水深增加呈加速减小趋势, 而许多表层沉积物不含或贫钙质超微化石。然而, 所有表层沉积物碳酸钙都没有被溶解殆尽。通过碳酸钙严重不饱和环境下表层沉积物碳酸钙含量的分布, 识别出一些底流活动的影响。特别地, 在中沙北海岭周缘深海平原存在浮游有孔虫壳体与钙质超微化石高丰度带, 该高丰度带可能是底流作用下快速沉积的结果。碳酸钙含量小于约2% 的许多表层沉积物具有浮游有孔虫壳体贫乏、钙质超微化石相对富集的特点, 该现象很可能与这两类碳酸钙颗粒粒径悬殊有关, 体积微小的钙质超微化石更有机会成为永久性沉积物。