The response of the East Asian summer monsoon to strong tropical volcanic eruptions

A 600-year integration performed with the Bergen Climate Model and National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research （NCEP/NCAR） reanalysis data were used to investigate the impact of strong tropical volcanic eruptions on the East Asian summer monsoon （EASM） and EASM rainfall.Both the simulation and NCEP/NCAR reanalysis data show a weakening of the EASM in strong eruption years.The model simulation suggests that North and South China experience droughts and the Yangtze-Huaihe River Valley experiences floods during eruption years.In response to strong tropical volcanic eruptions,the meridional air temperature gradient in the upper troposphere is enhanced,which leads to a southward shift and an increase of the East Asian subtropical westerly jet stream （EASWJ）.At the same time,the land-sea thermal contrast between the Asian land mass and Northwest Pacific Ocean is weakened.The southward shift and increase of the EASWJ and reduction of the land-sea thermal contrast all contribute to a weakening of the EASM and EASM rainfall anomaly.     

Distinct quasi-biweekly features of the subtropical East Asian monsoon during early and late summers

Using Global Precipitation Climatology Project daily rainfall and ERA interim reanalysis data, we investigate the distinct characteristic of quasi-biweekly variation (QBV: 12–20 days) over East Asia (EA) during early (June 10–July 20) and late (July 21–August 31) summer. The QBV maximum variance is found over the core region of EA (30°–40°N, 110°–130°E), which includes eastern China (lower reaches of the Yellow, Huaihe, and Yangtze rivers) and the Korean Peninsula. At both its peak wet and dry phases, QBV over the core region has a baroclinic structure, but with different spatial distributions, different lower-level prevalent wind anomalies, and different upper-level major circulation anomalies in the two subseasons. Meanwhile, the two subseasons have different propagating tracks prior to reaching the peak phase, and different precursors associated with the local genesis of QBV. Furthermore, during the transition from the peak dry to peak wet phase of QBV, the major monsoon circulations have different behaviors that tropical monsoon trough extends eastward in early summer but retreats westward in late summer and the South Asia high (SAH) and western North Pacific (WNP) subtropical high move toward (away from) each other in early (late) summer. The abrupt change of mean state in mid to late July, which includes the northward migration of westerly jet, SAH and WNP, and the weakening and broken of westerly jet, is considered the root cause of the change in behavior of QBV. Finally, we indicate that the tropical monsoon trough and midlatitude westerly jet are possible sources of QBV over subtropical EA in both subseasons and provide useful guidance for 2–3 week predictions over EA.     

基于北京二号影像辅助nDSM的建筑物自动提取

针对建筑物提取方法缺乏泛化性的问题,本文提出了将nDSM、北京二号影像、NDVI、BAI的七通道图像相结合作为数据源的提取方法。采用随机森林、梯度提升机、支持向量机、BP神经网络分类器对建筑物进行提取获取最佳分类器模型,并运用二值化与开闭运算,以建筑物面积与最小外接矩形面积的比值为阈值,对建筑物分别进行最小外接矩形、DP算法拟合,优化建筑物提取结果。试验结果表明,梯度提升机(GBDT)较其他分类模型在不同场景下综合效果较好,F-score精度更高。     

耦合GF-2遥感影像与街景影像的广州市城中村识别

及时准确地获取城中村的空间分布及其环境质量信息对于优化城市空间、改善人居环境具有重要意义。本文以广州市越秀区为例,提出了耦合GF-2高分遥感影像和百度街景影像的城中村识别方法。首先,从街景影像中提取越秀区的街道空间品质特征;其次,在对高分遥感影像预处理并进行多尺度分割的基础上计算光谱、形状、纹理、场景特征和建筑结构5类共计23个特征;最后,融合两种影像的特征用于构建随机森林分类器进行城中村识别。结果表明,基于高分影像和基于街景影像的城中村识别整体精度分别为94.5%和85.7%,Kappa系数分别为0.58和0.31,而两者融合后的分类精度和Kappa系数为96.1%和0.67;其中基于街景影像获取的度量街道空间品质的5个指标贡献了31.6%的特征重要性。鸟瞰视野高分影像和人本视角街景影像提供的信息综合互补,构建了更有区分度的特征空间,减少了城中村的错分现象。本文证实了高分影像和街景影像在特征尺度的融合提升了城中村识别精度。街景影像中的信息可以融入到高分遥感影像等数据源中,辅助进行城中村等非正规居住空间的识别。     

全球降水观测计划多卫星联合反演降水产品的极端降水监测潜力研究

基于全国自动站与CMORPH融合降水数据集,综合评估全球降水计划（GPM）下的IMERG与GSMaP的4套纯卫星降水数据,从极端降水指标、极端降水事件探测能力、对于不同历时的极端降水事件精度评估3个方面研究纯卫星降水产品监测极端降水的能力。依据极端降水的阈值将研究区分为3个区域进行研究,结果表明：（1）在RX1指标中,IMERG、GSMaP数据均在受季风影响的复杂地形区域呈现出明显的高估状态,在其余地区存在不同程度的低估现象;在R95pTOT指标中,卫星数据均表现较好,与地面参考数据具有较高的相关性。（2）在极端降水事件探测方面,4套纯卫星产品在东北地区的表现均优于其他区域;GSMaP表现优于IMERG数据,具有较低的误报率,但对极端降水的反演精度较低。（3）在不同历时的极端降水事件精度评估中,IMERG、GSMaP卫星降水产品在历时较长的极端降水事件中的表现较好,具有更高的精度;对于极端日降水事件,卫星降水产品在高雨强下的误差显著性十分明显,远远高于复杂地形对卫星降水反演精度的影响,导致卫星降水在复杂地形区域（Ⅲ区）的表现优于其他区域。总体上,IMERG产品在研究区对极端降水的监测能力优于GSMaP产品,其中又以IMERG_Late表现最佳;4套卫星降水产品均能表现出研究区的极端降水区域特征,但在研究区大部分区域呈现出低估状态,卫星降水产品对于雨强的误差订正仍是未来极端降水反演的重点与难点之一。     

广域滑坡灾害隐患InSAR显著性形变区深度学习识别技术

全面识别和发现地质灾害隐患,已成为我国地质灾害防治的重大实际需求。目前,基于InSAR技术和深度学习相结合用于广域尺度下地质灾害隐患智能识别应用效果与适用性还需要进一步探索与研究。本文基于Stacking InSAR技术获得地表形变相位数据,利用深度学习检测识别正在变形的滑坡隐患位置与分布,确定显著性形变区边界,探索将上述技术方法推广到一定的广域范围和动态更新数据集。结果显示,测试数据集显著性形变区平均识别精度为0.69,召回率为0.67,F₁ score为0.67,动态更新数据集识别精度为0.85,召回率为0.58,F₁ score为0.68。研究表明,本文方法在广域地灾隐患识别中具有应用可行性,可为地质灾害监测预警提供理论基础与技术支撑。     

基于新疆准东基地水源地地下水开采方案的数值模拟

为探究新疆准东基地水源地地下水开采量可实行方案与地下水水位下降状况,采用Processing MODFLOW软件,对项目区进行地下水数值模拟研究。经过模拟流场形态与观测值以及对地下水动态进行拟合,提取地下水梯度场、降速场与实测资料进行对比分析。总结得出符合该地区地下水变化的地下水开采量方案。研究表明该水源地地下水开采实施方案符合该地区水资源长期发展。     

传感光纤-砂土界面力学性质的试验研究

近年来分布式光纤感测技术在岩土与地质工程领域的应用研究已成为一个研究热点,但工程实践表明,埋入式传感光纤与被测岩土体之间的变形协调性会对监测结果产生显著的影响,该问题一直制约着光纤感测技术在工程监测中的推广。本文通过一系列室内拉拔试验,对比了3种预埋于砂土中的单模光纤在不同上覆压力的作用下的拉拔力-拉拔位移曲线,并建立了一个用于描述光纤-砂土界面力学性质的三段式的拉拔模型,分析峰值拉拔力、残余拉拔力、有效拉拔位移和残余拉拔位移4个参数在不同上覆压力作用下的变化情况。分析结果揭示传感光纤-砂土界面的力学特性和应力传递规律,为分布式光纤传感技术在岩土体变形监测中的应用,尤其在变形监测光纤的选用标准方面,提供了参考依据。     

新疆哈密东盐池附近变质基底特征及控矿探讨

新疆哈密东盐池附近变质基底属于塔里木板块北缘北山古生代裂谷带西段一部分,而板块北缘的北山地区古生代进入了陆块裂解、陆内裂谷发展演化时期。笔者对东盐池附近的变质岩进行了研究,将该区域变质作用分为区域变质、动力变质及接触变质等3个类型;将区内变质相分为低角闪岩相、高绿片岩相、低绿片岩相及葡萄石—绿纤石相等4个变质相带相系。研究了地质事件与变质变形的演化趋势,即变质作用从区域中高温变质、区域低温动力变质到区域埋深变质,变质作用的温度和压力随时代更新逐次降低。探讨了变质作用与矿产的关系,即变质作用控制变质矿产的分布。各种变质作用所形成的热液与其他热液一起促使成矿物质的活化迁移至有利部位成矿,形成了黑色岩系中的磷矿、石墨矿和钒矿等。     

华北平原某集约化种植区地下水污染探讨

以华北平原某集约化种植区为典型研究区域,通过对采集的8个地下水样品及11个土壤样品分析,探讨集约化种植区地下水的污染程度,解析其污染影响机制。结果表明:该集约化种植地区土壤中残留物主要为有机氯农药,多环芳烃及邻苯二甲酸酯类有机化合物。地下水中硝酸盐含量显著增加;重金属中以Cr含量最高,但均未超标;地下水并未受到有机氯农药的污染,但仍显示有多氯联苯的输入;半挥发性有机物检出种类较多,其中残留农膜释放的邻苯二甲酸酯类有机化合物浓度最高;地下水已受到较为严重的污染。集约化种植区大量施用化肥、农药和覆盖农膜,污染负荷严重,灌溉频繁且量大,污染质运移驱动力大是地下水污染的根本原因;当地包气带中黏性土厚度不均以及井孔止水不严等因素也成为了地下水受到污染的直接原因。