自动气象站现场校准方法探讨

为确保各要素观测数据的准确、可靠并具有可比性,定期开展自动气象站校准是非常重要的。自动气象站现场校准不同于实验室的检定检测,受客观条件的影响,校准结果具有明显的不确定性。为了保证量值传递准确可靠,减小这种不确定性对校准结果造成的误判,对现场校准提出了改进方法。利用2004年至2006年山东省现场校准资料,采用对比方法分析了常规校准法与改进校准法校准误差的变化趋势。结果表明:按新的方法校准后,气温、湿度、气压传感器的校准误差分别减小0.1℃、1%和0.2hPa;地温传感器的超差数量由23.6%下降到5.2%。改进法减小自然环境对校准结果的影响,避免盲目更换传感器,弥补了常规法的不足。     

中国降水异常的特征分析

异常降水直接影响着农业和其他生产活动。文中计算分析了中国160个测站的一些反映降水变化的常规统计量,认为这些统计量难以反映出降水异常的变化特征。文中从非线性动力学和统计学相结合的角度出发,分析了相隔1～20 a间不同时间尺度的降水变率之间的关系,找到可以区分任意地区降水异常特点的特征参数,由此可进一步判断某个地区旱涝灾害发生的可能性以及强度的大小,为气候研究工作提供必要的依据。     

中国大陆及邻GRACE卫星重力变化研究

探讨如何运用GRACE数据进行重力变化的计算和分析.对GRACE重力场位系数的最大阶次选取进行了分析,并利用月卫星重力场模型计算了中国大陆及邻区的重力变化,通过平均半径为800km的高斯平滑,得出了合理的重力变化结果.     

Assimilation of NCEP multi-sensor hourly rainfall data using 4D-Var approach: A case study of the squall line on April 5, 1999

Summary ?NCEP multi-sensor hourly rainfall data were used for data assimilation and evaluation of quantitative precipitation forecasts (QPFs) through a case study of a squall line on April 5, 1999. Improvements in QPFs were obtained through direct assimilation of these rainfall observations using 4-dimensional variational assimilation (4D-Var). Inclusion of the observed no-rain information was shown to be beneficial to QPFs. While the penalty constraint applying a digital filter was effective in removing high frequency oscillations introduced by rainfall assimilation and produced a smoother “optimal” initial condition, its impact on QPFs is mixed. Sensitivity studies indicated that the adjustments in the moisture and temperature fields resulted from precipitation assimilation played a more important role than those of other state variables for improving QPFs. Received October 27, 2001; accepted January 30, 2002     

Development and initial assessment of a new land index for microwave humidity sounder cloud detection

This paper describes a new quality control (QC) scheme for microwave humidity sounder (MHS) data assimilation. It consists of a cloud detection step and an O–B (i.e., differences of brightness temperatures between observations and model simulations) check. Over ocean, cloud detection can be carried out based on two MHS window channels and two Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) window channels, which can be used for obtaining cloud ice water path (IWP) and liquid water path (LWP), respectively. Over land, cloud detection of microwave data becomes much more challenging due to a much larger emission contribution from land surface than that from cloud. The current MHS cloud detection over land employs an O–B based method, which could fail to identify cloudy radiances when there is mismatch between actual clouds and model clouds. In this study, a new MHS observation based index is developed for identifying MHS cloudy radiances over land. The new land index for cloud detection exploits the large variability of brightness temperature observations among MHS channels over different clouds. It is shown that those MHS cloudy radiances that were otherwise missed by the current O–B based QC method can be successfully identified by the new land index. An O–B check can then be employed to the remaining data after cloud detection to remove additional outliers with model simulations deviated greatly from observations. It is shown that MHS channel correlations are significantly reduced by the newly proposed QC scheme.     

基于遥感与GIS集成的土壤墒情监测服务系统

遥感与GIS集成土壤墒情监测服务系统运行于Windows平台,基于遥感与GIS集成技术,利用热惯量法、植被缺水指数法、植被温度条件指数法和单时相资料回归法等多种模式计算土壤含水量。在遥感监测与墒情分析中考虑背景地理信息的影响,提高了遥感墒情监测的精度和服务水平。该系统具有多种墒情模式计算、图像显示、图像叠加、统计分析、模板处理和输出等功能。应用该系统得出的2005年4月河南省遥感墒情分布图和干旱面积与实测结果基本一致。     

1989—2021年蒙新高原湖泊时空特征及驱动力分析

内陆湖泊是水资源系统的重要组成部分,不仅在维系区域生态平衡方面具有重要意义,还可作为气候变化和人类活动的指示器。本研究基于Google Earth Engine(GEE)遥感云平台,以JRC(JRC Global Surface Water)水体数据为主要数据源,运用皮尔逊相关分析和时空地理加权回归模型等方法研究1989-2021年蒙新高原湖区湖泊数量和面积的时空动态变化特征,并定量分析蒙新高原湖泊变化的主要原因。结果表明:近33 a来,蒙新高原湖泊数量和面积整体上显著增加,小型湖泊(1~10 km²)的面积和数量占比最大且增加最为显著,其次是中型湖泊(10~100 km²)和大型湖泊(>100 km²)。在所有海拔带中,湖泊普遍呈现扩张的趋势,其中低海拔地区(DEM<1000 m)的湖泊扩张最为显著。与低海拔地区相比,高海拔地区(DEM≥1500 m)湖泊的变化受温度和降水影响显著,且在不同垂直地带上表现出一致性;湖区内14个流域的湖泊发生扩张,其中8个流域扩张显著,强烈的人类活动加之气候变化的影响,东部的额尔古纳河流域和内蒙古高原内陆河流域的湖泊明显萎缩。掌握蒙新高原湖泊时空变化特征及相关原因,可为我国干旱半干旱区乃至全球气候变化和水资源保护提供理论参考。     

2022年2—3月中国大陆地区MS≥4.0地震震源机制解测定

本文利用中国地震台网记录的宽频带波形资料,采用近震全波形反演方法得到2022年2月1日—3月31日发生在中国大陆地区的M_S≥4.0共20次地震的震源机制解。结果显示逆断型5次,走滑型14次,未知型1次。     

浅谈地震剖面的假象识别

假象识别是正确解释地震剖面的前提,也是描述地震成像保真度(精准度)的主要标准之一.本文通过分析反射地震剖面实例,对几种常见的、易被误解的地震成像假象的特征进行了分类阐述,提出基于成因识别地震成像假象的思路.从地震剖面成像过程来看,假象的成因包括信号误判、成像畸变和波速模型误差这三个主要因素.许多不易被识别的假象起源于地震数据处理成像过程中对信号的误判,犹如“张冠李戴”;成像畸变假象的根源包括成像照明度、资料频宽和方法假设等方面的缺陷,造成抹痕等成像结果畸变假象;当地震波速度模型误差较大时,地震成像结果不仅会出现成像位置错误,还可能在波阻抗不连续点出现散射拖尾假象.因此,衡量地震成像精准度的标准应包括成像结果的分辨率、位置准确度和假象识别三个要素.这些要素相互影响,因此应该根据研究目标和实际情况,综合评判地震成像中假象的影响.     

基于S-变换的面波压制技术

对得到信噪比和分辨率较高的地震记录,做好地震资料的地质构造解释十分必要,而压制面波是提高信噪比和分辨率的一项重要技术,本文提出用S-变换来压制面波的方法,该方法是将时间域地震信号变换到时频域,在时频域去除面波,再变换回时间域,其结果是滤掉面波的地震信号。针对这种技术,给出实施流程,并将其应用于含有面波的理论模型和实际资料中。理论模型和实际应用效果表明,该方法能有效地压制面波,并保持了地震记录的其他特征,其结果不会出现空间假频的现象：同时,还具有适应性强、效果好等特点。