改进的CLDAS降水驱动对中国区域积雪模拟的影响评估

积雪因为其特定的属性在气候变化和水文循环中扮演着重要角色,在大气和陆面之间起到了调节能量和水交换的显著作用,而陆面驱动数据的质量直接决定着模式对积雪的模拟效果。本文采用CLDAS(CMA Land Data Assimilation System)和改进后的降水驱动(CLDAS-Prcp)分别驱动Noah3.6陆面模式对积雪变量进行模拟,并对中国主要的积雪区东北区域、新疆区域、青藏高原区域的积雪覆盖率、雪深、雪水当量的模拟效果进行了评估。结果表明,CLDAS-Prcp改善了原有驱动在冬季由于低估降水所造成的模拟积雪量偏少的情况;东北区域模拟结果与观测的时间变率最为一致,积雪覆盖率、雪深、雪水当量的相关系数分别为0.42,0.78,0.93;而雪水当量的改进效果最明显,均方根误差和偏差分别减小了54.8%和83.1%,相关系数提高了0.47;同时,CLDAS-Prcp不仅能反映积雪变量的年际变率,而且能够较准确地反映出强度较大的突发降雪事件。     

新一代天气雷达布网设计的有效覆盖和地形遮挡分析

一般情况下,地形影响造成的雷达波束遮挡是长期保持不变的。研究雷达地形遮挡情况有助于提升雷达探测资料的有效性和可靠性。利用先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型地形数据,对我国已建成的208个新一代天气雷达站点进行地形遮挡分析,计算业务体扫模式(Volume Coverage Pattern modes, VCP)21的九个仰角下200 km范围内雷达反射率的波束阻挡系数,绘制观测仰角分别为0.5°、1. 45°、2. 4°和3. 35°时雷达有效观测区域的覆盖图,计算相应的有效覆盖面积。结果表明全国新一代天气雷达站200 km范围内0. 5°、1. 45°、2. 4°和3. 35°仰角平均遮挡比例分别为30. 7%、8. 5%、2. 5%和1.0%,平均有效覆盖面积分别为83210.5、109354.2、118170.9、121631.5 km~2,只有少数几个雷达站受邻近山脉地形遮挡影响严重,雷达站总体有效覆盖情况较好。     

基于WRF模式的青岛近海能见度算法比较研究

采用GFS背景场资料和ADAS资料同化系统,使用WRF模式对2014—2016年青岛近海17个海雾个例进行了模拟,分析了3种能见度算法的预报效果。结果表明, FSL（Forecast Systems Laboratory）算法对于沿海站、岸基站雾的预报较SW99（Steolinga and Warner 1999）算法有优势;对于海岛站而言,SW99算法则优于FSL算法。混合算法CVIS（Combined Visibility）较单一算法预报雾准确率有所提高。3种能见度算法基本上是高估能见度的,SW99算法能见度预报均方根误差最大。另外,SW99算法对沿海站、岸基站雾开始时间预报较实况多偏晚,结束时间预报较实况多偏早,持续时间预报较实况多偏短。     

寒潮过程中风浪对黄海海气热量通量和动量通量影响研究

采用2009—2013年CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)大气和海洋再分析资料对黄海海气间热量通量和动量通量的特征进行统计分析,并通过FVCOMSWAVE浪流耦合模式对典型寒潮过程中风浪的影响效果进行模拟研究与对比分析。统计结果显示,通量受海表大风、海气温差及海洋环流等因子影响,秋冬季节强烈,春夏季节相对较弱,在寒潮活跃的冷季该海域的海流处于弱流期,风浪对海面通量的作用明显增强。海温特征也显示冷季的不稳定性显著强于暖季,因此该海域冷季具有更强的海气热量通量。沿岸站点的比较显示,南部吕泗站面向更开阔的东海海域,其平均波高高出北部20%左右。这与沿海南部通量强于北部特征对应。数值模拟显示,在寒潮过程中,海气界面热量通量和动量通量输送比多年月平均状态显著增强,动量通量增大1~5倍,热量通量增大1~6倍。寒潮过程入海冷锋走向、强度、移动方向显著影响海面热量通量和动量通量大值区的分布。偏北路寒潮纬向型冷锋入海,其强度东部大于西部,造成通量大值区形成在黄海东北部,而偏西路寒潮经向型冷锋入海,其强度南部大于北部,造成通量大值区形成在黄海南部。同时偏北路径寒潮强度大于偏西路径,海气动量通量响应较偏西路径强约25%,热量通量强约50%。耦合风浪作用的模拟显示,海气间热量通量和动量通量明显增大,对不同强度风浪,浪高增加1.5倍,动量通量最大值增大约2倍,热量通量增大10~160 W/m2;浪高减弱至0.5倍,动量通量最大值则减弱约40%,热量通量减小10~55 W/m2。冷锋及其驱动的风浪强烈影响区域海气通量时空特征。     

农户尺度的黄土高原乡村干旱脆弱性及适应机理

干旱脆弱性及人类对干旱的适应机理分析是干旱及半干旱地区人地关系研究的重要内容,也是西北地区乡村人地系统可持续性研究的新视角。本文运用Turner脆弱性分析框架,将其改进应用到黄土高原乡村农户的干旱脆弱性及其适应领域,选取榆中县和长武县气象数据和农户调查数据,应用主成分分析、综合指数法、差异性分析和鲁棒性分析等方法分别对指标权重、农户干旱脆弱性指数及其差异性与脆弱性指数的不确定性进行分析与检验,并从适应能力、适应策略和适应模式三个层面揭示适应机理。主要结论为：①中连川乡农户干旱脆弱性指数大于洪家镇,且不同村落间农户干旱脆弱性指数差异显著;②农户干旱适应机理为暴露—敏感性影响农户收入,农户生计系统是适应干旱暴露扰动的决定因子,农户类型、生计方式、土地利用、灌溉设施和政策扶持的差异性产生不同的适应模式和适应效果;③农户干旱脆弱性指数排名出现频率较高且排名变化范围较小,具有较强的鲁棒性,表明农户干旱脆弱性计算结果具有稳健性。     

山西省县域可达性及城市经济联系格局

综合运用加权平均旅行时间模型、修正后的引力模型、主成分分析、地统计分析、空间探索性分析、多元线性回归分析等技术模型和方法,对山西省107个研究单元的可达性及城市经济联系格局进行分析。结果表明：①整体来看,山西省可达性水平形成以太原盆地城镇密集区为核心,向外围逐渐递减的核心—边缘分布格局;局部来看,东部可达性优于西部,南部优于北部。②县际经济联系空间结构呈“大”字形,初步形成“一核一圈三群”的空间联系格局;城市对外联系总量差异较大,空间上表现为以省会和个别综合实力较强的单元为主的中心—外围格局,西部沿黄河一带的边缘单元与全省其他单元联系微弱,对外联系强度小;各省辖市与北京、石家庄、西安、济南、郑州联系紧密,与银川、兰州等西部省会城市联系较弱。③县际经济联系受城市基础规模、交通优势度、区位、城市化水平、地形等因素影响。     

遥感图像中GPS控制点的建立

利用GPS和高精度GAMIT计算软件,沿长江建立了以宜昌、监利、锣山、武汉4个地区的遥感控制点。每个测区采用设置长时间控制点观测,将其与武昌九峰GPS观测点进行联合处理,使得每个控制点的精度高于0.5m,保证了控制点精度满足1m遥感卫星图像的纠正要求。     

结合3DS Max和MultiGen Creator进行三维城市建模的研究

研究了3DS Max和MultiGen Creator结合建模的新方法,通过项目实践,证明了此方法建立的三维模型在动态漫游中取得了很好的效果,既保证了模型的精度,又符合实时渲染的数据要求。     

基于GNSS-IR双系统组合的土壤湿度多星线性回归反演模型

提出一种GPS/BDS双系统组合的土壤湿度多星线性回归反演模型,并以GNSS接收机实测数据为例,对比分析不同GPS和BDS卫星组合反演土壤湿度的效果。实验表明：1)GPS和BDS双系统组合相对于单系统在短观测时间内可以提高有效卫星数,通过多元线性回归原理可实现双系统多卫星的有效融合,提高土壤湿度反演的精度;2)当GPS和BDS组合卫星数达到6颗以上时,反演效果趋于稳定,反演结果与土壤湿度的相关系数均优于0.90,RMSE相对于单星至少提高25.8%。     

Phospholipid Compositions in Portunus trituberculatus Larvae at Different Developmental Stages

Phospholipids are used to improve the growth and survival of Portunus trituberculatus,a widely cultured crab species in China.However,only total phospholipids or several classes are applied in crab diets.In this study,we employed a targeted lipidomic method to investigate the comprehensive phospholipid composition in P.trituberculatus larvae and reveal the changing phospholipid profile over the larval development.Results showed that P.trituberculatus larvae contain 112 phospholipid species belonging to 10 phospholipid classes,in which phosphatidylcholine(PC)and phosphatidylethanolamine(PE)species are the most abundant,and PC,PE,phosphatidic acid,and phosphatidylserine(PS)are with high concentrations.The levels of all phospholipids significantly changed with larval development,which was highlighted by the downward parabolic changes in PE,phosphatidylglycerol,phosphatidylino-sitol,PS,lysophosphatidic acid,and sphingomyelin levels.In addition,nearly all phospholipid species were depleted at the M stage,which probably contributed to the mass mortality of crab larvae.These findings on the composition and alterations of phospholipids in P.trituberculatus larvae provide novel perspectives for the targeted supplementation of phospholipids in crab diets.Our work also highlights the use of targeted UHPLC-MS lipidomics in understanding the changes of phospholipids during crab development.