Flood forecasts based on multi-model ensemble precipitation forecasting using a coupled atmospheric-hydrological modeling system

The recent improvement of numerical weather prediction (NWP) models has a strong potential for extending the lead time of precipitation and subsequent flooding. However, uncertainties inherent in precipitation outputs from NWP models are propagated into hydrological forecasts and can also be magnified by the scaling process, contributing considerable uncertainties to flood forecasts. In order to address uncertainties in flood forecasting based on single-model precipitation forecasting, a coupled atmospheric-hydrological modeling system based on multi-model ensemble precipitation forecasting is implemented in a configuration for two episodes of intense precipitation affecting the Wangjiaba sub-region in Huaihe River Basin, China. The present study aimed at comparing high-resolution limited-area meteorological model Canadian regional mesoscale compressible community model (MC2) with the multiple linear regression integrated forecast (MLRF), covering short and medium range. The former is a single-model approach; while the latter one is based on NWP models [(MC2, global environmental multiscale model (GEM), T213L31 global spectral model (T213)] integrating by a multiple linear regression method. Both MC2 and MLRF are coupled with Chinese National Flood Forecasting System (NFFS), MC2-NFFS and MLRF-NFFS, to simulate the discharge of the Wangjiaba sub-basin. The evaluation of the flood forecasts is performed both from a meteorological perspective and in terms of discharge prediction. The encouraging results obtained in this study demonstrate that the coupled system based on multi-model ensemble precipitation forecasting has a promising potential of increasing discharge accuracy and modeling stability in terms of precipitation amount and timing, along with reducing uncertainties in flood forecasts and models. Moreover, the precipitation distribution of MC2 is more problematic in finer temporal and spatial scales, even for the high resolution simulation, which requests further research on storm-scale data assimilation, sub-grid-scale parameterization of clouds and other small-scale atmospheric dynamics.     

空间网络对时序InSAR相位解缠的影响——以Delaunay与Dijkstra网络为例EI北大核心CSCD

在时间序列InSAR相位解缠的过程中,相干目标需事先构建空间网络之后再进行模糊度解算。Delaunay三角网是当前时序相位解缠的主流构网方法,但其网络形态易包含高相位梯度的边缘,导致违背相位连续性假设。考虑到目前很少有关于空间网络对解缠影响的研究及相位解缠对InSAR技术测量精度的主导地位,本文在量化分析Delaunay网络对解缠影响的基础上,提出引入图论中的Dijkstra最短路径算法优化Delaunay网络中所有边的相位梯度,进而改善时序相位解缠的精度。本文采用模拟和真实数据对基于Delaunay网络和基于优化网络的相位解缠进行了对比验证。结果表明,本文提出的构网方法能够更好地满足相位连续性假设,减少约33%由解缠误差所导致的不闭合三角环数。较传统研究聚焦解缠方法和目标函数的改进而言,本文研究揭示了空间网络的改善对时间序列相位解缠的重要性。     

Revisions of the M 8.0 Wenchuan earthquake seismic intensity map based on co-seismic landslide abundance

Natural Hazards - Hundreds of thousands of landslides were triggered by the May 12, 2008, Mw 7.9 Wenchuan earthquake in China. A detailed inventory of landslides triggered by the earthquake was...     

基于小波变换的遥感影像融合技术发展现状

多源遥感影像数据融合技术是解决海量遥感影像数据处理问题的一条有效途径。通过介绍目前基于小波变换的遥感影像融合技术发展状况,以及各种融合方法的优缺点和适用范围,为遥感影像融合系统的研究与开发提供参考。     

基于像素工厂的无人机影像空三优化技术

研究了利用像素工厂对无人机遥感影像进行空三优化技术。分析了像素工厂快速处理无人机遥感影像的理论依据和方法;探讨了空三优化分组参数的绑定策略;提出了空三优化结果的精度评价要求。最后利用GPS辅助无人机遥感影像数据进行试验验证,结果表明:在像素工厂平台上对无人机遥感影像进行空三优化处理,能够快速地为后续DSM,DOM和真正射影像生产提供符合精度要求的基础数据。像素工厂与无人机影像数据的结合是无人机测绘工程自动化处理和应急保障的一个有效途径。     

东昆仑断裂带中东部地震破裂分段性与走滑运动分解作用

基于卫星影像解译和野外考察测量,本文对东昆仑断裂带中东部的3条次级断裂(托索湖断裂、玛沁断裂和玛曲断裂)的滑动速率以及全新世以来的古地震活动特征进行了分析研究。托索湖段与玛沁段走向产生20°和30°的双挤压弯曲,形成阿尼玛卿山挤压隆起,作为托索湖段和玛沁段的破裂分段标志,成为1937年托索湖7.5级地震地表破裂带的终止点;在西贡周西侧和莫哈塘南侧,阿万仓断裂以40°的夹角与东昆仑断裂带相交,形成西贡周断裂交汇区,成为玛沁段与玛曲段破裂分段的标志。通过构造地貌方法获得西段托索湖断裂晚第四纪晚期以来的平均水平速率为10.8±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.2mm/a;中段玛沁断裂带晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为9.3±2mm/a,垂直滑动速率为0.7±0.1mm/a;西贡周断层交汇区平均水平滑动速率为7.4±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.1mm/a;东段玛曲断裂晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为4.9±1.3mm/a,垂直滑动速率为0.3mm/a。断裂的滑动速率从西至东呈梯度下降,通过构造转换矢量分解获得阿万仓断裂西支的左旋水平走滑速率为2.4mm/a,东支的左旋水平走滑速率为1.4mm/a,垂直断裂的水平缩短速率为2.3mm/a,阿万仓断裂带西支和东支构成一个滑动分解模式。3条次级断裂的活动均产生独立地表破裂,西侧的托索湖断裂发生了1937年MS7.5级地震,中段玛沁断裂发生了公元1061年格萨尔王时期和距今358~430CalaBP的地表破裂,玛曲段地表破裂距今约1055~1524aBP,显示出段落之间应力触发有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特征。同时利用断裂单次地震位移和古地震复发周期获得断裂的长期滑动速率,结果显示与构造地貌方法获得的滑动速率几乎一致,也显示自西向东逐渐递减的趋势。断裂滑动速率的递减与几何结构走向的弯曲以及横向断裂的相交一一对应,东昆仑断裂带的滑动速率梯度递减的主要原因是东昆仑断裂带东延和横向断裂相交,构造转换造成的。     

2008年汶川M_S8.0地震多断裂破裂的近地表同震滑移及滑移分解

为深入理解汶川地震破裂的构造运动机制,我们选取典型的观测点,利用多种地质地貌标志测绘分析得到了汶川MS8.0地震发震断裂的近地表三维同震滑移矢量。结果显示,北川-映秀断裂上的白水河-高川破裂段北西盘沿88°方位角水平滑移2.58m、垂直滑移3.70m;安县-灌县断裂上的白鹿-汉旺破裂北西盘沿134°方位角水平滑移1.63m,垂直滑移2.00m;小鱼洞破裂带南西盘沿76°~79°方位角水平滑移2.15~2.71m,垂直滑移1.36~1.51m。平行的白水河-高川破裂段和白鹿-汉旺破裂段合计形成1.72m右旋走滑和3.49m垂直断裂带的NW向水平缩短,总滑移方向(106°)与断裂带整体走向(42°)呈64°夹角,整个龙门山推覆构造带处于斜向挤压的构造环境。结合震源过程反演成果的分析显示,斜滑的白水河-高川破裂段和逆冲型白鹿-汉旺破裂段可能是在汶川地震最大的一次子事件过程中以滑移分解的形式同时破裂形成的,滑移分解作用使两条断裂以斜滑与逆冲组合的力学性质产生破裂而非相同性质的斜滑破裂。小鱼洞破裂以低角度斜滑为主,可能是安县-灌县断裂与北川-映秀断裂以滑移分解形式同时破裂的纽带。小鱼洞断裂是龙门山断裂带长期处于斜向挤压的构造环境的产物,不只是逆冲断裂系中的简单捩断层。     

构造流变计

根据构造形迹和应变式反演岩石流变性质的方法称为构造流变计,或简称流变计。目前提出的流变计主要有应变折射、能干层褶皱香肠构造、残斑翼尾样式。应变折射、能干层褶皱和香肠构造流变计已进入量化阶段。构造流变计 可用于研究不同尺度地质体的流变结构,也可用来研究地质体的流变学演化,具有很好的发展前景。     

顶芽、节数和埋藏深度对六种沉水植物断枝再生能力的影响

研究了顶芽、节数和埋藏深度对穗花狐尾藻、黑藻、篦齿眼子菜、菹草、金鱼藻和轮藻等6种沉水植物断枝再生能力的影响.结果表明,顶芽显著抑制了菹草的断枝再生能力,但是对其它5种植物没有显著影响;随着节数增加,断枝萌生再生枝和根的能力显著增强,总体上,5节以上的断枝具有明显更强的再生能力;穗花狐尾藻和6节以下的黑藻在埋藏条件下没...     

一次极端暴雪事件中罕见冻雨成因分析

使用常规观测资料、自动气象站资料、雷达回波资料及ERA5 0.25°×0.25°再分析资料,对2021年11月8—9日发生在黑龙江省极端暴雪事件中罕见冻雨过程进行分析。结果表明：冻雨发生在降水强度较大时段,地面气温普遍低于0℃。垂直气温存在典型的“冷—暖—冷”层结特征,近地层存在强逆温层,在探空图上＞0 ℃的面积比＜0 ℃的大。近地层冷垫的形成是冷高压南侵所致,受到江淮气旋和地形阻挡,在海拔较低的松花江干流地区堆积形成。融化层在850 hPa低涡前部,西南或偏南暖湿低空急流携带暖湿空气像楔子一样插在冷空气中,持续的暖平流特征明显。地面冷垫与中层暖层之间有明显的锋区特征,存在强逆温层。电线积冰直径与融化层持续长短有很大的相关性。冻雨的形成符合“冰相融化”机制。雷达观测在冻雨区具有回波强度增大的特征。