利用超导重力数据约束2015-09-16智利Illapel MW8.3地震震源参数

根据2015-09-16智利Illapel地震现有的14个不同震源机制解模拟计算其激发的自由振荡信号,并与拉萨站和武汉站超导重力观测结果进行比对。基于1.5~5.3 mHz的球型简正模分析和约束Illapel地震的震源机制解,并参考最佳震源机制解,将观测值与模拟值进行对比,搜索更为准确的标量地震矩和断层倾角。计算得出,该地震标量地震矩为(3.0±0.2)×10²¹ Nm,相应矩震级为M_W8.3,最优断层倾角为19°。研究结果表明,利用超导重力观测可对Illapel地震的震源机制解进行总体评估,基于长周期地震波信号或联合多种观测资料可反演得到可靠震级。     

The X-ray bursts within the 2010 outburst of the accreting millisecond X-ray pulsar SAX J1748.9-2021

With the observations from Rossi X-ray Timing Explorer, we search and study the X-ray bursts of accreting millisecond X-ray pulsar SAX J1748.9-2021 during its 2010 outburst. We find 13 X-ray bursts, including 12 standard type-I X-ray bursts and an irregular X-ray burst which lacks cooling tail. During the outburst, the persistent emission occurred at \(\sim (1\mbox{--}5)\%{\dot{\mathrm{M}}_{\mathrm{Edd}}}\). We use a combination model of a blackbody (BB), a powerlaw, and a line component to fit the persistent emission spectra. Another BB is added into the combination model to account for the emission of the X-ray bursts due to the thermonuclear burning on the surface of the neutron star. Finally, we modify the combination model with a multiplicative factor \(f_{\mathrm{a}}\), plus a BB to fit the spectra during the X-ray bursts. It is found that the \(f_{\mathrm{a}}\) is inversely correlated with the burst flux in some cases. Our analysis suggests that the ignition depth of the irregular X-ray burst is obviously smaller than those of the type-I X-ray bursts. We argue that the detected type-I X-ray bursts originate from helium-rich or pure-helium environment, while the irregular X-ray burst originates from the thermonuclear flash in a shallow ocean.     

遥感估算地表蒸散发真实性检验研究进展

地表蒸散发是连接土壤—植被—大气连续体的纽带,结合遥感技术估算地表蒸散发已成为获取区域乃至全球尺度时空连续地表蒸散发量的有效手段。由于遥感估算地表蒸散发容易受到地表空间异质性和近地层气象条件复杂性的影响,在模型机理与变量参数化方案、输入数据和时间尺度扩展等方面存在不确定性,影响了其准确度的提高和应用范围的拓展,因此需要开展真实性检验。本文综述了当前遥感估算地表蒸散发(包括植被蒸腾和土壤蒸发)真实性检验研究的相关成果,重点归纳并总结了应用于遥感估算地表蒸散发真实性检验的直接检验法和间接检法的主要原理、适用性和优缺点,在此基础上阐述了当前遥感估算地表蒸散发真实性检验研究所面临的挑战。分析表明：由于地表空间异质性的普遍存在,遥感估算地表蒸散发真实性检验研究在理论和方法方面还受到诸多挑战,今后应打破地表蒸散发遥感产品真实性检验局限在均匀地表的传统思路,发展非均匀地表遥感估算地表蒸散发真实性检验的理论框架,包括地表水热状况空间异质性的度量、非均匀地表验证场的优化布设、非均匀下垫面地表蒸散发的多尺度观测试验、卫星像元/区域尺度地表蒸散发相对真值的获取、验证过程中的不确定性分析以及遥感估算地表蒸散发的实证研究等,并构建一个多源、多尺度、多方法、多层次的真实性检验技术流程,以期把遥感估算地表蒸散发真实性检验作为突破口,提升相应遥感产品的应用水平,推动定量遥感科学的发展。     

Computational Intelligence Model for Estimating Intensity of Blast-Induced Ground Vibration in a Mine Based on Imperialist Competitive and Extreme Gradient Boosting Algorithms

Natural Resources Research - In this paper, we developed a novel hybrid model ICA–XGBoost for estimating blast-produced ground vibration in a mine based on extreme gradient boosting (XGBoost)...     

深度学习模型识别静止卫星图像海上强对流云团

强对流天气破坏力强,对海上航行和海洋开发都有着很大的影响,但由于其生命史短,且海上气象测站少,因此难以对其进行快速准确的监测。而静止气象卫星的覆盖范围广、时间分辨率高,因此成为了监测强对流天气的重要手段。本文提出了一种利用Himawari-8卫星影像,基于深度信念网络(DBN)进行强对流云团自动识别的方法。该方法分别提取每张图像的光谱特征TBB13、TBB08-TBB13和TBB13-TBB15,以及基于光谱特征TBB08-TBB13的纹理特征能量Energy和对比度Contrast,再参考CloudSat卫星的云分类产品自动构建样本集,利用此样本集训练DBN模型,以确定模型的参数和结构。使用训练完成的DBN模型进行强对流云团识别,并对识别结果进行后处理。通过典型案例分析和精度评定发现,新方法的临界成功指数CSI为71.28%,检测概率POD为84.83%,虚警率FAR为18.31%。结果表明,该方法可以有效识别处于初生到消散不同阶段的强对流云团,并在一定程度上去除检测结果中多余的卷云。与单波段阈值法、多波段阈值法和支持向量机这3种方法相比,文中提出的方法能够提高强对流云团的识别精度。     

汶川地震前成都台重力的高频扰动

汶川8.0级地震发生前48小时,距震中约37千米的成都地震台GS15型重力仪记录到了附有高频扰动的潮汐观测数据。对该仪器不同时段观测数据的比较表明：这种高频扰动主要来自外界因素的影响。对2008年32个热带气旋,以及5.0—7.0级地震的统计分析表明：与热带气旋对应出现的高频扰动比例高于地震震前出现的扰动,而且低等级的相似距离的热带气旋也能够产生类似扰动现象。由此判定,汶川地震前48小时成都地震台出现的重力高频扰动主要来自热带气旋的影响。     

溢油物理化学性质灰色模式的研究

应用灰色系统理论对海面溢油物理化学性质(蒸发率、溶解率、表面张力、黏度和密度)在风化过程中的变化进行研究,建立了溢油物理化学性质在风化过程中的预测模式GM(1,1)和GM(0,m).结果表明,在风化过程中,溢油物理化学性质的GM(1,1)和GM(0,m)模式预测精度令人满意,皆符合统计学检验的要求;在风化过程中,溢油物理化学性质所具有的灰色相关性可用GM(0,m)模式的灰色辨识参数来表征;在风化过程中,溢油的蒸发率和溶解率可分别用表面张力、黏度和密度作为预报因子。     

GRAPES-MESO模式浅对流参数化的改进与试验

参考Berg 等2005、2013年提出的扰动对流触发函数方法,对GRAPES-Meso模式积云对流参数化方案(KF eta)中的浅对流激发进行改进设计和试验,将单一的温、湿度触发改为对近地层进行一组温度、湿度扰动后的触发,并且用与该组扰动相关的边界层温、湿度分布确定的联合概率密度函数(JPDF)来表征浅对流云的特征参量及计算浅对流的强度。 着重分析了改进方案的浅对流激发、浅对流对环境场的反馈、模式地面降水和2 m气温的相关响应等,并与原方案和相关观测比较,验证了改进方案的合理性。 结果显示,改进方案比原方案能较早地激发出浅对流,且浅对流的激发频次高,浅对流激发的增加致使在模式低层距地数百米至2—3 km的垂直层内对环境温、湿度场和云雨水反馈增大,对GRAPES-Meso浅对流激发偏弱有改进作用,并对格点尺度与次网格尺度降水分配比不协调有改进。 对连续两个月批量试验的检验表明,浅对流激发的改进,可对GRAPES-Meso的24 h降水预报技巧的提高和2 m气温偏差的减小等产生不同程度的正影响。     

Utilization effect of water-land resources under the evolution of Chinese dietary patterns

Exploring the utilization effect of water-land resources under the evolution of dietary patterns is of great significance in achieving sustainable global food consumption and the effective allocation of national resources. Our selected study area was China, a country with rapidly changing dietary consumption patterns, and the research period was between 1987 and 2020. Based on the material called Chinese Dietary Guidelines 2021, this study introduced the “virtual water” and the “virtual land” to...     

CMA-MESO模式对“21·7”河南特大暴雨的预报评估与误差分析

为分析CMA-MESO模式对2021年7月19—21日河南特大暴雨的预报性能,除了常规观测资料,还利用雷达和卫星非常规观测资料,对模拟回波和云产品开展传统和新型空间检验,以揭示对流风暴和中尺度对流系统(MCS,基于卫星红外通道)的模式预报偏差细节,并从降水形成的水汽、动力、触发和维持机制等角度分析模式误差产生的原因。结果表明:模式能较好预报雨带形态、弱回波持续时间以及主要降水发生前期和后期MCS的面积和强度演变趋势;模式偏差主要体现在低估了降水强度且未报出郑州站极端小时降水,错报主雨带小时降水演变,严重低估了对流风暴和强对流风暴的持续时间,未能报出午后MCS面积陡增的变化趋势且MCS位置预报偏西、偏北;模式降水偏差的原因主要在于水汽的模拟,模式水汽垂直分布不合理,对台风烟花和查帕卡的水汽输送均偏弱,而水汽输送不足的根源是低空急流偏弱和超低空急流脉动不足。另外,模式未能在郑州站附近预报出稳定少动的地面中尺度辐合线,加之大气层结不稳定度不足和对流不稳定能量偏低,使得对流发展不够旺盛,最终导致降水预报不足。