Recent Advances in Predictability Studies in China （1999-2002）

Since the last International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) General Assembly (1999), the predictability studies in China have made further progress during the period of 1999-2002. Firstly, three predictability sub-problems in numerical weather and climate prediction are classified, which are concerned with the maximum predictability time, the maximum prediction error, and the maximum allowable initial error, and then they are reduced into three nonlinear optimization problems. Secondly, the concepts of the nonlinear singular vector (NSV) and conditional nonlinear optimal perturbation (CNOP) are proposed,which have been utilized to study the predictability of numerical weather and climate prediction. The results suggest that the nonlinear characteristics of the motions of atmosphere and oceans can be revealedby NSV and CNOP. Thirdly, attention has also been paid to the relations between the predictability and spatial-temporal scale, and between the model predictability and the machine precision, of which the investigations disclose the importance of the spatial-temporal scale and machine precision in the study of predictability. Also the cell-to-cell mapping is adopted to analyze globally the predictability of climate,which could provide a new subject to the research workers. Furthermore, the predictability of the summer rainfall in China is investigated by using the method of correlation coefficients. The results demonstrate that the predictability of summer rainfall is different in different areas of China. Analysis of variance, which is one of the statistical methods applicable to the study of predictability, is also used to study the potential predictability of monthly mean temperature in China, of which the conclusion is that the monthly mean temperature over China is potentially predictable at a statistical significance level of 0.10. In addition,in the analysis of the predictability of the T106 objective analysis/forecasting field, the variance and the correlation coefficient are calculated to explore the distribution characteristics of the mean-square errors.Finally, the predictability of short-term climate prediction is investigated by using statistical methods or numerical simulation methods. It is demonstrated that the predictability of short-term climate in China depends not only on the region of China being investigated, but also on the time scale and the atmospheric internal dynamical process.     

RBF网络在地质样品非线性基体效应校正中的应用

基于RBF(Radial Basis Function)网络的正交最小平方算法,对攀枝花地质样品进行动态非线性基体效应校正.首先采用EDXRF仪器对样品进行测量,并对样品的荧光计数进行归一化,设计出自动分类模型和动态非线性数据基体效应校正模型的二级串联结构,用自组织神经网络(SOFM)进行分类,然后用RBF网络预测了未知样品元素Ti的百分含量.结果表明:对所预测样本的Ti的百分含量与化学分析相比的误差均小于0.5%.由此可见,用RBF方法可以有效地对地质样品进行非线性基体效应校正,能够达到工矿生产的要求.     

基于自然资源管理的新型基础测绘研究

新一轮的职能改革赋予自然资源部门新的职责,文章在分析了现有自然资源业务数据和基础测绘数据的基础上结合自然资源管理需求,提出了新型基础测绘的相关技术要求、应用方向和地理实体数据的技术路线,为新型基础测绘的开展提供了有益探索,为基础测绘服务自然资源管理提供了理论依据。     

条件非线性最优扰动在可预报性问题研究中的应用

本文总结了近年来条件非线性最优扰动方法的应用研究的主要进展.主要包括四个方面:(1)将条件非线性最优扰动(CNOP)方法拓展到既考虑初始扰动又考虑模式参数扰动,形成了拓展的CNOP方法.拓展的CNOP方法不仅能够应用于研究分别由初始误差和模式参数误差导致的可预报性问题,而且能够用于探讨初始误差和模式参数误差同时存在的情形;(2)将拓展的CNOP方法分别应用于ENSO和黑潮可预报性研究,考察了初始误差和模式参数误差对其可预报性的影响,揭示了初始误差在导致ENSO和黑潮大弯曲路径预报不确定性中的重要作用;(3)考察了阻塞事件发生的最优前期征兆(OPR)以及导致其预报不确定性的最优增长初始误差(OGR),揭示了OPR和OGR空间模态及其演变机制的相似性及其局地性特征;(4)研究了台风预报的目标观测问题,用CNOP方法确定了台风预报的目标观测敏感区,通过观测系统模拟试验(OSSEs)和/或观测系统试验(OSEs),表明了CNOP敏感区在改进台风预报中的有效性.具体地,台风OGR的主要误差分布在某一特定区域,空间分布具有明显的局地性特征,在台风OGR的局地性区域增加观测,有效改进了台风的预报技巧,该区域代表了台风预报的初值敏感区.事实上,上述El Ni(n)o事件、黑潮路径变异以及阻塞事件的OGR的空间分布也具有明显的局地性特征,这些事件的OGR刻画的局地性区域可能也代表了初值敏感区.     

秦岭南北风速时空变化及突变特征分析

根据秦岭南北47个气象站1960~2011年逐月风速和气温资料,采用样条曲线插值法(Spline)、Pettitt突变点检验、气候倾向率和相关分析等方法对该区风速的空间分布、时空演变特征及其可能影响因素进行了分析。结果表明:①秦岭南北风速空间分布呈东高西低、北高南低格局,按其大小排序为秦岭以北>秦岭南坡>汉水流域>巴巫谷地。四季风速排序为春季>冬季>夏季>秋季,均以秦岭以北最大。②近52 a来,秦岭南北整体和各子区年平均风速呈现一致的显著下降趋势,下降最快的为秦岭南坡,最慢的为汉水流域。四季风速下降速率排序为冬季>春季>秋季>夏季。③年和季节尺度风速的突变集中出现在1969~1974、1978~1981和1990~1994年间,秦岭南北整体于1981年突变。④气象台站周边的城市化发展和风速测量仪器的更换都对风速的变化产生了一定影响,但都不是风速显著下降的主要原因,大气环流变化和气候变暖才是造成风速减小的可能原因。     

艾比湖盐尘对周边地区土壤盐分及景观变化的影响

通过对准噶尔盆地西部艾比湖地区盐尘的扩散和堆积进行观测和取样分析,鉴别出粉尘中可溶盐的化学成分、pH和盐尘堆积强度,分析研究了盐尘的形成、分布特征和灾害强度以及盐尘暴与温度、降水、风等气候因子之间的相关关系.结果表明:近50 a来艾比湖的沉积环境总体是比较稳定的,但由于气候波动与人类活动引起艾比湖水位、水域面积曾发生较明显的变化,并产生了盐尘暴的发生、湖泊和土壤盐度以及湖周景观的变化.根据艾比湖周边盐漠区盐尘的时空分布规律、活动特点和危害强度分析,盐尘对准噶尔盆地西部土壤盐分及景观变化的影响强度范围和影响程度划分为3级区.     

金矿样品的几种溶样方法

通过王水、封闭和烧杯敞口及聚乙烯溶样瓶封闭溶样等方法，对含Au矿样的试样分解、溶样体系及各种溶样方法的对比表明，利用聚乙烯溶样瓶，采用HNO3 NaCl KMnO4 NH4HF2溶样体系，在水浴锅中封闭溶样40min，矿样中的Au即可完全分解。经国家标准物质分析验证，结果与标准值相符。封闭溶样可以避免样品外溢、进溅，使分析结果更准确可靠，降低成本，减少环境污染，适用于大批量样品分析。     

含水矿物在真空下的释Ar机制:Ar-Ar热年代学面临的新问题

地质体的实际情况、激光显微探针束研究、XRD和SEM观测以及真空加热下Ar的释放特征都表明体积扩散不是含水矿物在真空加热中释放Ar的唯一机制。在低温下 ,Ar的释放主要受由缺陷引起的短程扩散和体积扩散共同作用的多途径扩散机制制约 ;而在高温下 ,由于含水矿物在真空中不够稳定 ,Ar的释放受到脱羟基、脱氢、氧化反应、分层作用等造成的晶体结构改变的强烈影响。含水矿物在高温下的氧化分解会导致矿物中原始Ar浓度梯度的均一化 ,因而无法得到真实的Ar分布剖面 ,也无法据此计算矿物的封闭温度 ,并进而可能影响到ArAr年龄坪的地质意义。     

中国小型底栖生物研究的40年——进展与展望

基于2016年希腊第16届国际小型底栖生物会议资料及我国已有的信息,本文论述了国内外小型底栖生物的研究概况,着重介绍了我国该领域的主要进展,包括小型底栖生物的方法学、丰度与生物量的分布、海洋线虫和底栖桡足类的分类学、入侵植物种对线虫群落的影响、粒径谱和次级生产力、摄食生态学、实验室培养和生活史、环境检测、海洋线虫的分子生物学与系统演化、生态动力学-水层底栖耦合模型以及人才培养。依据国内外研究现状提出了今后的发展目标和应着重加强的研究方向。     

北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山冰川物质平衡对比研究

基于冰川物质平衡和平衡线高度数据,对北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山的冰川物质平衡变化和平衡线高度空间分布特征进行了对比分析,得出以下结论：（1）阿尔卑斯山冰川年均负物质平衡值最大,为-907 mm;斯瓦尔巴为-431 mm;高亚洲最小,为-264 mm。（2）高亚洲和斯瓦尔巴冰川物质平衡年振幅较小,年际变化较小;阿尔卑斯山冰川物质平衡年振幅较大,年际变化较大。斯瓦尔巴冰川物质平衡趋向正平衡,阿尔卑斯山和高亚洲冰川物质平衡趋向负平衡。（3）斯瓦尔巴内陆的冰川平衡线高度高于沿海地区,高亚洲冰川平衡线高度呈纬向地带性、经向地带性和区域地带性的分布规律,阿尔卑斯山的冰川平衡线高度主要受冰川所处海拔的影响。