基于ISOS软件数据自动化备份的研究与实现

目前,基层气象台站主要使用地面综合观测业务软件（简称ISOS软件）作为业务测报软件,有效存储、保护测报数据是台站的重要工作之一,使用计算机技术备份测报数据成为有效保护手段。因此,针对ISOS测报数据特点,本文利用Python语言和Tkinter等工具包设计不同备份策略,开发人机交互页面的系统对不同的测报数据进行备份。经实验,本文设计的系统可对ISOS测报数据实现自动化备份,有效保护数据安全,系统可用作基层台站的备份工具。     

城市腹地定量识别研究进展与展望

城市与其腹地相互联系、相互作用,对城市腹地的准确识别有助于科学评估城市发展实力与潜力,已成为当前城市(群)空间发展战略制定的重要决策支撑。本文系统梳理了城市腹地概念内涵,从流度辐射区、城市吸引区,到中心地与腹地互动,再到中心地与腹地一体化的历史变化。在此基础上重点探讨了城市腹地定量识别的研究进展：识别对象从单一城市腹地转为城市群腹地,识别内容则从宽泛的综合腹地转向具体产业、金融、信息腹地等,识别方法为对传统场强模型的多要素修正。最后,将城市腹地定量识别研究展望概括为网络城市腹地与虚拟腹地识别、经济—生态—人文腹地的综合识别、遥感数据与非参数化模型的应用等3个方面。     

近岸波浪和波生流环境中泥沙输运的数值模拟

Owing to lack of observational data and accurate definition,it is difficult to distinguish the Kuroshio intrusion water from the Pacific Ocean into the South China Sea(SCS).By using a passive tracer to identify the Kuroshio water based on an observation-validated three-dimensional numerical model MITgcm,the spatio-temporal variation of the Kuroshio intrusion water into the SCS has been investigated.Our result shows the Kuroshio intrusion is of distinct seasonal variation in both horizontal and vertical directions.In winter,the intruding Kuroshio water reaches the farthest,almost occupying the area from 18°N to 23°N and 114°E to 121°E,with a small branch flowing towards the Taiwan Strait.The intrusion region of the Kuroshio water decreases with depth gradually.However,in summer,the Kuroshio water is confined to the east of 118°E without any branch reaching the Taiwan Strait;meanwhile the intrusion region of the Kuroshio water increases from the surface to the depth about 205 m,then it decreases with depth.The estimated annual mean of Kuroshio Intrusion Transport(KIT) via the Luzon Strait is westward to the SCS in an amount of –3.86×106 m3/s,which is larger than the annual mean of Luzon Strait Transport(LST) of –3.15×106 m3/s.The KIT above 250 m accounts for 60%–80% of the LST throughout the entire water column.By analyzing interannual variation of the Kuroshio intrusion from the year 2003 to 2012,we find that the Kuroshio branch flowing into the Taiwan Strait is the weaker in winter of La Ni?a years than those in El Ni?o and normal years,which may be attributed to the wind stress curl off the southeast China then.Furthermore,the KIT correlates the Ni?o 3.4 index from 2003 to 2012 with a correlation coefficient of 0.41,which is lower than that of the LST with the Ni?o 3.4 index,i.e.,0.78.     

2009年和2010年夏季我国及周边地区STE模拟与对比分析

夏季是深对流多发的季节,深对流在STE(Stratosphere Troposphere Exchange,对流层-平流层交换)过程中起着重要作用。对2005-2012年夏季我国及周边地区的深对流统计发现,2009年深对流发生的次数较少,2010年深对流发生的次数较多。通过拉格朗日输送模式对2009年和2010年夏季的大气运动状态进行模拟并统计分析,发现30°N以南和以北的地区具有明显不同的平流层-对流层交换特征,30°N以北我国及周边地区TST(Troposphere to Stratosphere Transport,对流层向平流层输送)和STT(Stratosphere to Troposphere Transport,平流层向对流层输送)较为活跃,30°N以南远没有30°N以北地区活跃,但其净输送量却大致相当。在30°N以南,6-8月净输送是对流层向平流层输送。在30°N以北,6月净输送是平流层向对流层输送,7-8月净输送是对流层向平流层输送。比较深对流出现较少的2009年夏季和深对流出现较多的2010年夏季的TST和TST-STT,发现2010年6-8月这3个月的TST和TST-STT总量都超过2009年,表明2010年夏季我国及周边地区对流层向平流层的输送和净输送都强于2009年,与深对流活动的多少可能表现出正相关。     

国产双偏振天气雷达差分反射率测量性能分析

双偏振天气雷达对气象目标差分反射率(Z_(DR))的精确测量是我国新一代天气雷达双偏振升级过程中的一个重要环节。本文介绍了采用机外仪表、机内测试信号、太阳、小雨等方法对双偏振天气雷达系统引入的Z_(DR)偏差进行测量的原理,分析了影响Z_(DR)测量精度的关键因素,即发射机、接收机和方位旋转关节引入的Z_(DR)动态偏差。比较了各种标定方法的优点和局限性。以南京大学C波段双偏振雷达为例,给出了采用机外仪表、太阳、小雨方法对雷达系统引入的Z_(DR)偏差的实测结果,并对测量结果进行了比较分析,发现3种方法的测量结果具有较好的一致性;且Z_(DR)测量值随方位角的变化具有一定的规律,因此随着双偏振雷达的长期运转,方位旋转关节的影响不可忽略。本文对未来我国双偏振雷达的业务运行和组网观测具有一定的参考价值。     

高放废物处置库新疆雅满苏和天湖预选地段地下水同位素特征及其指示意义

高放废物地质处置是将高放废物与人类环境安全隔离的有效途径。高放废物处置库的围岩通常为低渗透的岩体,其安全性在很大程度上取决于围岩对核废物的屏障功能和作为核素迁移载体的裂隙水运动特征。因此,开展处置库场址水文地质评价工作尤为重要。新疆雅满苏和天湖预选地段是我国高放废物处置库预选地段之一。花岗岩是选定的围岩。在过去的3年里,为了认识该地段地下水的形成机制和更新能力,提供该区处置库场址筛选和评价的依据,在该区开展了区域水文地质调查和地下水样品采集。根据调查结果和样品测试数据,本文主要讨论了该地段地下水同位素特征及其水文地质意义,结果表明,地下水δ~2H值主要分布在10.6‰至-82.5‰之间,平均值-46.1‰;δ~(18)O值主要分布在10.2‰至-9.8‰‰之间,平均值-2.06‰;地下水氚含量在1TU~46.1TU之间。地下水δ~2H和δ~(18)O散点图显示,二者主要落在大气降水线的附近和下方,表明区内地下水主要源自当地现代降水的补给,并经受了强烈的蒸发作用,且深部地下水交替能力明显弱于浅部地下水。这一认识为该区处置库选址和场址评价提供了重要水文地质依据。     

海洋测深网系统误差的平差计算

利用一般多项式模型、线性多项式与三角函数多项式结合的模型,将系统误差表示为与时间相关的量,对海洋测深网的系统误差值进行分离。引入半参数模型,将参数值与模型误差进行分离;结合实测的交叉点不符值进行平差计算,使平差后精度进一步提高。     

多样地表和大气状况下的MODIS数据云检测

云覆盖作为天气和气候变化的一个重要因子,对地表-大气能量平衡和水循环有着重要的影响,因此,快速、准确地利用卫星遥感技术检测云覆盖具有重要的实用价值和科学意义。利用卫星遥感数据,尤其是常用的Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)影像数据,因其具有较高的光谱和时间分辨率,以及2330 km扫描幅宽,为大范围实时、准确地进行云检测提供了可能。目前,基于MODIS数据发展了大量的云检测方法,但因地表类型的多样性和大气状况(如空气污染和沙尘事件等)的复杂性,目前已有的云检测方法,检测精度通常具有较大的不确定性,且针对不同地表和大气状况缺乏普适性,同时也缺乏对检测精度的定量化评估。因此,本文首先比较了常用的3种云检测算法,并基于前人经验提出了两种改进方法(方法4和方法5),首先区分出云和冰雹,摒弃了不稳定的亮温波段,两种算法均适用于复杂地表和大气状况的云检测算法。结果显示,方法5可以较好地应用于基于MODIS数据的云检测,总体精度达92.6±7%,改进了现有基于MODIS数据的云检测算法;方法4平均总体精度82.9±13%,虽然精度相对较低,但云残留少,适合作为对云敏感度高的研究工作的云检测方法。     

改进HOT法的Landsat 8 OLI遥感影像雾霾及薄云去除

针对Haze optimized transformation(HOT)方法存在的地物敏感性、过度矫正、红绿蓝波段RGB合成影像色彩失真等问题,提出了相应的改进方法。首先,采用归一化差分植被指数(NDVI)结合地物红蓝光谱差(RBSD)制作通用掩膜,并利用掩膜提取原始影像植被覆盖区对应的原始HOT图部分作为HOT值评估雾霾强度的有效像素集;然后从有效像素集出发推断非植被区的HOT值,得到有效HOT图;最后以有效HOT图为参考,实施暗目标减法。在暗目标减法过程中,首先利用直方图取百分位数的方法确定起始波段的改正值,然后根据散射模型计算其他波段的改正值。在红蓝光谱空间中,去雾后的影像表现出与原始无云区相似的特征,同时保持了不同地物间的差异。实验表明:改进的HOT方法能有效去除雾霾及薄云;有效解决了HOT对水体、裸地、人造地物等地表覆被类型的敏感性问题,避免了RGB合成影像的色彩失真;并且统一了不同波段的纠正尺度,解决了某一(或几个)波段的过度矫正问题,防止了块斑和光晕的产生。     

青藏高原农业现代化时空分异及其驱动机制

农业现代化是当代农村建设的重要内容和社会经济文明发展的重要衡量标准。本文基于1990—2017年青藏高原统计数据,构建农业现代化综合指标体系,运用熵值法计算各指标权重,进而获得农业现代化指数和各项指标贡献度,以此评估高原农业现代化发展时空特征和驱动因子。研究结果表明：① 1990—2017年青藏高原农业现代化水平普遍偏低（全区平均农业现代化指数为0.15）,呈增加趋势;② 从空间上看,农业现代化水平相对较高的地区分散在高原北部、西南部、南部边缘和一江两河的德格县、湟中县、白朗县、浪卡子县等部分县域;③ 农业现代化指标中,单位耕地面积用电量、有效灌溉率和土地生产率对高原农业现代化水平影响最大（对农业现代化指数的贡献度分别为13%、12%和11%）,其中单位耕地面积用电量和土地生产率增加促进了农业投入水平和农业产出水平,是农业现代化的主要正向驱动因子;单位耕地面积农药使用量的增加不利于环境可持续发展,是农业现代化的主要负向驱动因子。