有云环境下MODIS亮温资料的变分同化Ⅱ——对暴雨预报的影响

卫星资料提供了大量关于云和雨的观测信息,在暴雨预报中可发挥巨大的作用,然而在数值模式资料同化中的应用水平仍然不高,特别是红外辐射资料的应用。由于有云环境下辐射传输过程的模拟难度很大,因此通常只同化晴空环境下的红外辐射资料。基于GRAPES-3DVAR(Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System,全球/区域同化预报系统),根据RTTOV辐射传输模式(fast radiative transfer model for TOVS,快速辐射传输模式)的特点,增加云水含量、云冰水含量和云量作为同化系统控制变量,在改进辐射传输模式对红外资料模拟的同时,利用红外资料调整初始云参数和大气参数。针对2007年5月26日南海季风爆发后广东地区的一次暴雨过程,选取MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨成像光谱仪)传感器水汽(第27)和云顶观测(第36)通道进行了同化试验,利用WRF(Weather Research and Forecasting Model,天气研究和预报模式)进行了数值模拟,结果表明同化MODIS资料,可以改进初始场水汽和温度分布,间接调整高空风场,调整趋势符合卫星观测,对短时降水预报有正面影响。     

Coupled Model Simulations of Climate Changes in the 20th Century and Beyond

Several scenario experiments of the IPCC 4th Assessment Report （AR4） are performed by version g1.0 of a Flexible coupled Ocean-Atmosphere-Land System Model （FGOALS） developed at the Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences （IAP/CAS）, including the ＂Climate of the 20th century experiment＂, ＂CO2 1% increase per year to doubling experiment＂ and two separate IPCC greenhouse gases emission scenarios AIB and B1 experiments. To distinguish between the different impacts of natural variations and human activities on the climate change, three-member ensemble runs are performed for each scenario experiment. The coupled model simulations show： （1） from 1900 to 2000, the global mean temper- ature increases about 0.5℃ and the major increase occurs during the later half of the 20th century, which is in consistent with the observations that highlights the coupled model＇s ability to reproduce the climate changes since the industrial revolution; （2） the global mean surface air temperature increases about 1.6℃ in the CO2 doubling experiment and 1.5℃ and 2.4℃ in the A1B and B1 scenarios, respectively. The global warming is indicated by not only the changes of the surface temperature and precipitation but also the temperature increase in the deep ocean. The thermal expansion of the sea water would induce the rise of the global mean sea level. Both the control run and the 20th century climate change run are carried out again with version g1.1 of FGOALS, in which the cold biases in the high latitudes were removed. They are then compared with those from version g1.0 of FGOALS in order to distinguish the effect of the model biases on the simulation of global warming.     

DIAGNOSIS AND IDENTIFICATION OF DYNAMIC CORRELATION FACTORS BETWEEN WEST-PACIFIC SUBTROPICAL HIGH AND EAST ASIA MONSOON SYSTEM INDEXES

Based on the daily reanalysis data of NCEP / NCAR and by using the method of phase space reconstruction, the point conditional probability density of the subtropical high ridge index are determined and then used, together with their power spectra, to seek the correlation between them and individual monsoon-affecting factors and their power spectra. Through diagnosis, six indexes are discovered that have the most important effects on the subtropical high index. The results of the diagnosis indicate that the technique can identify the factors which are dynamically correlated. It can offer the basis in determining and choosing dynamic conceptual factors.     

鲁西泰山岩群变质枕状玄武岩岩相学和侵入的奥长花岗岩SHRIMP锆石U Pb年代学

鲁西泰山岩群柳杭岩组中,典型变质枕状玄武岩出露在济南章丘的团员沟村西一带。本文对变质枕状玄武岩的野外地质和岩相学特征,作了详细描述。电子探针分析表明,岩枕内部既有原生斜长石(An>30),又有绿片岩相变质形成的钠长石(An<10)。侵入柳杭岩组的片麻状奥长花岗岩中的岩浆锆石SHRIMP U-Pb年龄为2707±9Ma,它限制了泰山岩群形成时代不晚于2.71Ga。     

以克罗地亚MS6.4地震为例检验震前应力集中现象

为检验大震发生之前是否有应力集中现象,本研究以2020年克罗地亚MS6.4地震及其序列为例,采用比较地震序列的震源机制之间最小空间旋转角的方法来研究应力变化关系.最终发现,主震发生前的一段时间内,该地区发生的不同地震之间的震源机制中心解有趋近主震震源机制中心解的趋势;主震之后,余震的震源机制和主震震源机制之间的差别逐渐增大,并离散开来.此变化趋势一方面是对"应力集中和应变能释放"假说的印证,另一方面则间接说明了该地区的应力分布.由于此次大地震的发生而进行了局部调整,致使局部应力集中趋于平缓,该地区的区域构造板块或许开始进入到下一个应力积累阶段.     

基于单邻点多波段预测的高光谱图像无损压缩算法

提出了一种基于聚类-单邻点、多波段预测-熵编码的高光谱数据无损压缩方法。根据谱向特征,进行高光谱图像矢量聚类。对各个分类,采用单个空间位置邻点、多个波段作为预测数据,训练预测系数,进行三维预测。残差采用Golomb-Rice编码。实验证实了算法的有效性。     

《中国大陆现代垂直形变图集的编制与资料整编》项目数据集

2015—2019年,由中国地震局第一监测中心牵头,自然资源部大地测量数据处理中心和武汉大学等单位共同完成科技部科技基础性工作重点专项,系统拯救、整编和共享20世纪50年代以来全国垂直形变测量数据,编制不同时空尺度的地壳垂直形变图,为强震中长期预测、地壳动力学研究、地形变灾害研究与防控及相关的国民经济建设服务。本文介绍中国大陆20世纪60年代—21世纪10年代不同时段1:400万和1:2 400万垂直形变图,其活动构造相关的地理要素、形变信息的清晰度更好,分辨率更高。还有典型沉降区垂直形变图、典型构造活动区（带）垂直形变图和强震同震形变图将在后续文章详细介绍。     

直井段偏移对后期定向钻井作业的影响分析

在定向井、水平井钻井过程中,直井段井身质量的控制对后期定向造斜与轨迹控制的影响往往被忽视,国内对定向井、水平井直井段井身质量要求基本是以常规直井的标准为依据,没有重视到直井段位移、井斜和方位对定向施工的影响。对于定向井、水平井来说,直井段偏移不仅对后期轨迹控制、定向施工和完井作业带来危害,同时给油田后续开发中井位的部署带来不利影响,对于平台丛式井直井段偏移可能造成井眼相碰,因此,定向井、水平井直井段控制的好与坏,将会给定向井、水平井的钻（完）井带来很大影响。本文统计分析近年完成的定向井、水平井直井段偏移情况和影响,简述直井段偏移的形成原因,对直井段不同类型偏移造成的影响进行了分析并提出了应对方案。     

煤体静载破坏中低频磁场变化特征及产生机制研究

为了研究煤体静载破坏中低频磁场变化特征及其产生机制,进一步完善煤矿动力灾害监测预警技术,通过室内试验、现场试验研究了煤体静载破坏中低频磁场时、频谱特征,并结合微震信号提出了低频磁信号的产生机制。结果表明：煤体静载破坏中所产生低频磁场信号强度为19～156 nT,信号最大幅值、能量与试样强度、加载速度均呈正相关关系。垂直于裂纹扩展面磁场最强,平行于裂纹扩展面磁场最弱。并结果微震信号提出了低频磁场产生机制。低频磁场与微震信号具有时、频域同步性,带电裂纹面随微震信号同频振荡为低频磁场产生机制。现场放炮破煤低频磁信号由簇状脉冲信号及小幅震荡信号组成,其中簇状脉冲成分产生于炮后振动波带动带电壁面的同频振动,而小幅震荡成分是巷帮煤壁趋向新应力平衡状态时发生的横向拉伸破坏及带电煤碎屑运移、摩擦及转动的结果。     

板块运动的机制与动力来源学术争鸣

目前人类对地球的认识仍很肤浅,无论国外还是国内对于地球动力学问题仍在探索过程中,Science杂志2005年公布的125个重大科学问题中的第10个问题是“地球内部是如何运行的”,提出地球动力来源还尚未解决。 2017年出版的《中国学科发展战略--板块构造与大陆动力学》认为板块构造理论虽然取得了巨大成功,但该学说依然存在其形成以来就存在的难题,即板块动力、板块起源及板块上陆三大问题,驱动板块运动的动力机制是最为重要的问题,也是亟待解决的问题。 研讨会分两个环节,一是主要观点报告环节,二是讨论争鸣环节。 在报告环节,涉及动力机制的主要有5位报告人,分别阐述了他们的主要观点。梁光河提出了新大陆漂移说,通过大量证据分析认为传统的海底扩张驱动大陆漂移的模式存在很多问题,很多地质和地球物理观测事实说明持续推动大陆漂移的动力不是海底的持续扩张,而是大陆板块后下方持续的岩浆上涌推动大陆板块向前漂移,那是一个自发的连锁反应。万天丰认为传统的海底扩张传送带模式很难解释大陆板块漂移速度远远大于地幔对流速度这个问题,提出了陨击说。陨石撞击诱发地幔底劈推动大陆板块运动这个新的驱动模式。唐春安提出了地球龟裂说,认为地球内部热能的积累与释放,使得地质历史上岩石圈地幔具有冷热交替的周期。毛小平分析认为,目前所提出的地球动力中,只有周向应力具有足够数量级的应力,可以推动板块运动;周向应力在岩石圈薄弱处释放从而产生地壳相对运动;长期以来解释不了的“地壳异常压力”其实就是周向应力,而可独立于重力的构造力、碰撞力并不存在。 在讨论争鸣环节,大家针对地壳运动的动力来源自由发言。梁光河指出万天丰提出的陨石撞击可以较好地解释超大陆裂解的初始动力,但不同意陨石撞击可以提供持续的大陆漂移的动力,以印度板块的北漂为例,因为地幔的巨大黏滞阻力,需要无数个陨石定点撞击印度板块后面才可能持续推动印度板块漂移。唐春安提出地球的锅盖效应,因此上地幔具有冷热周期,在热周期地壳才会大规模漂移,按照力学机制,大洋中脊和转换断层不可能是海底扩张产生的,应该是大陆漂移拉开产生的断裂系统。最后杨巍然总结发言,认为陨石撞击是一个重要因素,地球上的构造运动都可以归结为开合运动,海底扩张和大陆漂移都是存在的,地体构造也是科学的。研讨会取得的共识是：大陆的确存在大规模水平运动,传统的地幔对流传送带驱动模式存在很多与观测事实不符的问题,需要重新认识驱动机制和驱动力的问题,对板块俯冲问题多数持怀疑甚至反对的观点。其驱动力应该来自重力和地球内部热力,但它们之间是如何相互作用的,仍需要进行更深入的研究。