2013年7月1日河北宁晋极端短时强降水成因研究

2013年7月1日午后至夜间,华北出现一次区域性暴雨和局地大暴雨过程。局地极端降水出现在河北省邢台市宁晋县四芝兰镇,过程雨量409 mm,其中当日17—19时连续2 h雨量超过100 mm。利用常规高空和地面观测资料、NCEP再分析资料和石家庄新一代天气雷达资料,探讨了宁晋极端短时强降水的形成原因。主要结论是:(1)低槽、冷锋、副热带高压及其外围低涡切变线为其主要影响系统,海南附近台风远距离影响加强了水汽自南向北的输送,半定常的地面辐合切变线对新生对流的触发和已有对流的维持及加强起到重要作用;(2)宁晋最强降水期间,其上空具有较强的垂直风切变,有利于高度组织化的对流系统发展;(3)对流系统的后向传播使回波主体移动缓慢、持续时间长,而回波强度大和雨强很强,则导致四芝兰镇极端强降水,此外,具有弱中气旋的超级单体相对较长时间的影响使其对四芝兰镇强降水具有重要贡献;(4)产生极端降水的对流系统属于高质心发展强烈的大陆强对流型,而非更易导致强降水的低质心系统。同时,针对众多学者研究北京"7.21"特大暴雨得到的一些结论进行了进一步探讨和验证。     

中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估

中国国家气象信息中心基于2400多个国家级台站观测日降水量和CMORPH卫星反演降水产品,采用概率密度匹配和最优插值相结合的两步数据融合方法,研制了中国区域1998年以来的0.25°×0.25°分辨率的逐日融合降水产品(CMPA_Daily)。通过该数据集与广泛应用于中国天气气候领域的两种国际上降水融合产品TRMM 3B42(Tropical Rainfall Measuring Mission, 3B42)和GPCP(Global Precipitation Climatology Project, 1 degree daily)的对比评估,考察CMPA_Daily产品的质量,评价其能否合理体现中国降水的天气气候特征。首先利用2008—2010年5—9月独立检验数据定量对比了CMPA_Daily、TRMM 3B42和GPCP 三种降水产品的误差,结果表明,在误差的时间变化和空间分布上,CMPA_Daily均具有最高的相关系数和最小的平均偏差及均方根误差,TRMM 3B42其次,GPCP的误差相对较大。CMPA_Daily只低估了大暴雨,TRMM 3B42低估了大雨以上量级的降水,而GPCP低估了除小雨以外的所有降水。CMPA_Daily产品因融入了更多的站点观测信息,不论在中国东部沿海,还是中西部地形复杂区,其精度均优于TRMM 3B42和GPCP产品,即使在站点稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily降水量也更加接近站点观测,呈现明显的高相关。CMPA_Daily与独立检验数据的高相关在地形起伏时效果也较稳定,TRMM和GPCP的相关系数则随着地形变化幅度陡变而非常明显地降低。进一步通过对比分析各降水产品1998—2012年的气候平均降水特征表明,3种资料对中国区域气候平均降水量、降水强度、频率分布以及年际变化的总体描述基本一致,因有效融入了更多的中国站点观测信息,不论降水空间分布还是降水量,CMPA_Daily与地面观测均最为接近,在中国的中东部大部分地区对降水的估计精度明显更高,而在站点分布较稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily的降水分布型与TRMM、GPCP卫星融合资料类似,较地面站点插值产品更能体现出合理的降水分布。对中国强降水事件监测对比表明,CMPA_Daily产品可以更加准确地描述降水的强度变化,细致刻画降水空间分布,在把握降水小尺度特征上具有明显的优势,体现出高分辨率、高精度降水产品的特点。     

中央气象台台风强度综合预报误差分析

本文从总误差、逐年趋势、误差分布等方面对2001—2012年中央气象台（Central Meteorological Observatory, CMO）的台风（TC）强度综合预报水平进行分析,初步分析了强度迅速变化台风预报偏差大的原因。结果表明,强度预报水平没有明显改善,预报误差呈现逐年波动状态,强度稳定TC的预报误差最小,迅速加强TC的预报误差最大。24、96~120 h预报偏强的概率较大,而48~72 h预报偏弱的概率大。南海东北部等海域的预报误差较大,应在业务预报中特别予以关注。随着TC强度的逐渐增强,强度预报在120 h内预报偏强的可能性变大,而强度预报偏弱的可能性减小。根据误差分析结果,提出了一个强度概率预报方案,检验结果表明可在业务中参考使用。     

M 87核区X射线辐射起源的研究

利用耦合的吸积-喷流模型,对巨椭圆星系M 87(NGC 4486)核区的高分辨率观测到的多波段能谱分布进行了研究,重点是核区的X射线辐射起源问题.研究结果表明,M 87核区的X射线辐射是由喷流主导的,而不是此前认为的由径移主导的吸积流(ADAFs)主导的.     

江陵凹陷沙钾3井古近系沙市组地球化学特征及成钾指示

在盐湖沉积演化过程中,钾镁盐在盐类矿物沉积的中晚期才开始结晶析出。因此,研究含盐系地层中盐类矿物的沉积地球化学特征,不仅可以从侧面获取岩盐的沉积物物质来源和成盐期古卤水蒸发浓缩程度等地球化学信息,而且可以直接揭示古盐湖期钾盐富集趋势及规律。目前,除在江陵凹陷的古近系沙市组等含盐系内发现了富钾卤水外,还在中-南部的钻孔盐矿盐岩中,发现了微量钾石盐和钾石膏,这些说明该凹陷古近纪具有成钾潜力。本文通过对SK3井蒸发岩特征研究及岩芯中K、Mg、Cl、Br离子含量与Br×103/Cl系数的垂向变化分析,揭示古盐湖浓缩演化与钾盐富集趋势,进一步揭示该层段沉积时期及所在凹陷古盐湖卤水钾的富集程度。     

格尔木－额济纳旗地学断面岩石图结构的磁场分析

在格尔木－额济纳旗地学断面的综合研究中，处理和解释了沿断面实测的高精度磁测剖面和大范围的航磁资料．所采用的处理方法有视磁化率填图、长波磁异常提取、方向滤波和航磁数字图像处理，并反演了地壳磁层的上、下界面深度．依据资料处理结果，对研究区内构造断裂的分布、不同地体和构造单元的划分与边界位置及岩浆活动性等都提出了新的认识．利用位场模拟方法，得出了代表格尔木－额济纳旗地学断面内地壳结构的磁模型．     

基于贝叶斯模型的器测、古气候重建与气候模拟数据的融合试验

气象部门馆藏的西部最早的器测气象资料始于20世纪30年代,不能满足建立20世纪以来中国气候变化序列的需求,而古气候重建或气候模拟资料则可以延伸到器测时代以前。为了探讨长序列多源气候资料序列融合方法,采用贝叶斯方法对中国北疆地区8条树轮气温重建资料、器测资料与国际耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）模式模拟资料进行了融合试验。首先利用器测资料对气温代用资料进行校验与网格重建,并以此作为贝叶斯模型的先验分布,然后,用泰勒图选出了该区域气候模拟效果最佳的几个模式;最后将网格重建和气候模拟序列用贝叶斯模型进行了融合试验。结果表明,贝叶斯融合模型能有效提取各种数据来源的有用信息进行融合,融合结果的长期变化（线性）趋势更接近器测气候序列,并在一定程度上提高了序列的精度,减小了结果的不确定性;并且,融合结果能够纠正先验分布及气候模拟数据的明显偏差,为长年代气候序列重建提供了一个可行的思路。      

全景深度图像精度分析及优化方法研究

针对三维激光点云数据生成360°全景深度图像存在像素分辨率不均匀的问题,提出一种顾及目标量测精度及可见度的全景深度图像生成方法,在保证全景影像表达地物的完整性的前提下提高其数据的存取精度。通过坐标转换和投影变换生成与全景影像匹配的全景深度图像;基于摄影成像原理分析摄影中心高度、深度值和像素分辨率之间的关系,得到不同深度处目标分辨率随摄影中心升高趋于一致的结论;综合分析地面目标分辨率和杆状目标尤其是树冠对树干的遮挡问题,确定特定场景下生成全景深度图像的最佳摄影中心位置并重新生成深度图像。实验分析表明,该方法能够在保证杆目标可见度的前提下提高地面目标量测精度。     

NDVI与气候因子关系在不同时间尺度上的结果差异

植被指数是反映地表植被覆盖状况的重要参数,分析气候因子与植被指数间的相互关系有助于揭示气候变化对植被的影响,然而当前研究有两种分析植被指数与气候因子关系的方法,分别为分析植被指数与生长季内和生长季间气候因子的关系,然而这两种法差异如何,何种方法更为合适需要进一步分析。利用2000年—2009年生长季的MODIS的归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)数据集和藏北那曲地区3个气象站逐月气象资料(月平均气温、≥0℃活动积温和月降水量),分析比较了生长季内和生长季间气候因子对植被生长影响的差异,并分析了两种方法的优劣。结果表明:(1)生长季内植被NDVI与同期气温和降水量均呈高度正相关,生长季内时滞时间尺度为1个月时,植被NDVI对月平均气温及降水响应均最为强烈。(2)生长季间NDVI与同期降水量相关性并不明显,气候因子的滞后效应在生长季间也较弱。(3)生长季内和生长季间植被NDVI与气候因子的关系所得出的结论有一定差异性,可能是因为两方面的原因:生长季内植被NDVI与水热因子的高相关性与中国季风季候造成的高温多雨出现在夏季有关,而生长季内高水热条件与高植被指数对应的多年重复必然造伪的高相关系数,但这种相关性不一定能真实反映植被与水热条件的关系,而生长季间水热等气候因子与植被指数年际变化相关性分析不存在水热与高植被指数同期问题,更能真实反映气候因子年际变化对植被的影响。     

冬季南黄海浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示

2009年12月和2010年1月对南黄海进行浮游动物采集, 以了解冬季浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示作用。结果表明, 南黄海冬季仍然以温带和暖温带种为主, 中华哲水蚤Calanus sinicus、强壮滨箭虫Aidanosagitta crassa、细足法Themisto gracilipes等温带和暖温带种类在浮游动物数量组成中具有较大优势。与此同时, 一些暖水种在调查海域局部出现。2009年12月暖水种仅分布在南黄海东南部黄海暖流源地附近。位于黄海中部的调查区东侧温盐层化现象明显, 近底层低温、高盐、高营养盐的水文特征体现了黄海冷水团的残留; 2010年1月在35°—36°N区域暖水种种类明显增加, 截平头水蚤Paracandacia truncata、长尾基齿哲水蚤Clausocalanus furcatus出现的位置与暖流路径相吻合, 海洋真刺水蚤Euchaeta rimana数量相比12月有明显向北推进的趋势。主成分分析显示暖水种的分布与温度有良好的相关性。Shannon-Weaver指数、丰富度指数、均匀度指数等没有呈现明显的分布规律, 对黄海暖流的指示作用不如种类明显。