中国东北半干旱区能量水分循环的同化模拟

使用地球观测系统的中分辨率成像光谱仪（EOS．MODIS）提供的归一化植被指数（NDVI）产品估算植被覆盖度和航天飞机雷达地形测绘任务（SRTM）制成的数字高程模型（DEM）数据遥感产品替换WRF模式默认的植被覆盖度和地形高度,并且利用WRF模式及其先进的三维变分同化系统（WRF．3DVar）循环同化东北半干旱区自动气象站近地面气象要素,对东北半干旱区的温度场、湿度场、风场和能量场的结构及其日变化特征进行了较为细致的模拟研究．通过4组数值模拟试验分别探讨了同化气象要素与改变模式地表参数引起的不同下垫面潜热、感热的分配关系和降水、土壤湿度变化弓f起的地表能量通量模拟效果,并利用通榆站、奈曼站、锦州站、和密云站2009年6-8月的通量观测资料与模拟结果对比检验．结果表明,WRF模式能够较好地模拟出东北半干旱区夏季的近地面温度、风向、净辐射、感热和潜热等要素的变化特征及日变化规律．同化试验（Case2）模拟的近地面气温、相对湿度、风速相比控制性试验（Case1）有所改善;陆面参数试验（Case3）和集合试验（Case4）改善了感热和地表热通量的模拟．WRF模式能较好地模拟出下垫面土壤湿度随时间变化的规律,集合试验（Case4）土壤湿度模拟结果与4个通量站观测值相比无太大差别,但降水的模拟有待改善．本研究利用卫星遥感资料改善模式下垫面陆面参数,利用气象资料同化改善近地面大气要素模拟精度,这是将各种不同空间和时间尺度的多源数据与数值模拟融合的有益尝试．此研究生成的东北地区资料同化数据集可用于气候变化、干旱监测等方面,对深入了解半干旱区气候的形成和维持机理具有重要的意义．     

一种值得重视的地热资源概念模式——构造圈闭型地热资源

笔者根据主干断裂一带出现的地下热水化学组分异常现象,提出了一种新的地热资源概念模式——构造圈闭型地热资源。构造圈闭型热储处于一个相对封闭的水文地质环境,赋存于其中的地下热水径流非常滞缓,变质程度较高,发生的水-岩反应较充分,溶解的围岩化学元素成分更多,有可能形成良好的医疗热矿水。因此,在地热资源勘查利用中具有特殊意义,应充分重视构造圈闭型热储中地下热水的医疗保健功能。     

物理初值化与短时强对流降水数值模拟研究

ADAS(ARPS Data Assim ilation System)云综合分析采用的是一种物理初值化技术。本文以ARPS(Advanced Regional Pred iction System)云综合分析为基础,设计了一组非常规资料的应用试验,应用ARPS模式对一次典型的短时强降水个例进行了数值模拟研究。结果表明:(1)在ADAS云分析中引入雷达及卫星资料可对湿度场的水平、垂直结构有一定的调整,改善了与对流降水有重要关系的高湿区的分析;(2)引入雷达和卫星资料的云综合分析,可以明显改善强降水发生时间相对迟缓以及模拟前期降水量偏少和降水覆盖面积偏小的现象,使模拟降水场与实际观测较为接近;(3)物理初值化能有效提取非常规资料中的云微物理信息,提高了模式初值质量,从而明显改善模式对强对流降水系统的短时模拟效果。     

机器学习在地震紧急预警系统震级预估中的应用

地震预警是地震减灾工作的重要途径,而震级预估是整个地震紧急预警系统中重要且较为困难的一个环节.目前,世界上多个国家和地区都已建立了各自的地震预警系统,并且形成了特征频率（τ_p和τ_c等）相关和特征振幅（P_d等）相关的两类震级紧急预警的方法,但各有局限性.本文在已有的方法和理论基础上,运用机器学习算法,将日本KIK和KNET台网从2015年至2017年所记录到的843条地震目录,55426条记录作为全数据集,设计、训练出一套用于常见震级范围的机器学习震级预估模型.与已有方法的预估结果相比,机器学习方法不仅使预估的整体误差和方差下降,同时多台联合评估单一地震事件的截面方差也更低.本研究的结果显示了机器学习算法在震级紧急预估问题上具有较广阔的应用前景,同时也为较为复杂的深度学习类算法框架下端到端模型提供了实践基础和研究可能.

     

CSAMT法在断层含水性评价中的应用

在河南省平顶山地区小屯正断层上进行勘查,采用CSAMT法对落差较大断层的含、导水性进行了测量,结果表明该法不仅可以有效控制断层的空间位置,而且可以定性判断断层的富水性.说明CSAMT法的应用在断层含水性评价方面有积极的效果.     

贵州区域低温阴雨气候特征分析

基于贵州省1971—2020年气象观测资料中最高气温、最低气温、降水量、相对湿度及日照时数等要素,根据低温阴雨判别标准,对近50 a发生在贵州省的区域低温阴雨天气过程进行统计,利用EOF、小波分析等方法,研究其时空演变特征及成因。结果表明：近50 a,区域低温阴雨天气过程主要发生在贵州西北部,频数由西向东递减,同时自中部一线向南北两侧递减,平均影响范围占全省面积的53.8%;该天气过程具有明显的3 a、4 a和10 a周期变化特征,年平均发生次数为5次,平均持续时间为7 d,最长持续时间为51 d,持续10 d以下的区域低温阴雨过程多发,占比72.6%,区域低温阴雨过程开始日期和结束日期的年代际变化均不显著;区域低温阴雨过程发生异常年与北半球500 hPa高度场、风场关系显著,其中南起地中海北至波罗的海、东起爱尔兰岛西至黑海的西欧、俄罗斯大部、五大湖向中大西洋海岭延伸的北半球广大地区位势高度异常偏高（低）,对应同期贵州区域低温阴雨日数显著偏多（少）。     

重力式挡土墙抗滑动稳定计算方法改进研究

针对目前重力式挡土墙抗滑稳定性计算方法中存在的缺陷,将挡土墙入土部分划分成小网格,遍历搜寻出抗倾覆稳定系数最小的点,此点就是挡土墙的实际倾覆转动点所在的位置,根据此转动点的位置,将挡墙两侧的土体划分成四个部分分别计算各部分土压力,再结合墙底与地基土摩擦力的分析,推导出改进的墙体抗滑动稳定系数的计算公式。还通过改变墙体的几何参数,分析了最小抗倾覆转动点的位置和墙体抗滑稳定性系数随墙体宽度、挡土墙入土深度等的变化规律。