毫米波云雷达功率谱密度数据的检验和 在弱降水滴谱反演中的应用研究

本文首先利用数值模拟的方法,分析了利用毫米波云雷达功率谱密度反演雨滴谱时,降水粒子米散射效应、空气湍流、空气上升速度等对雨滴谱和液态水含量等参数反演的影响;建立了功率谱密度处理及其直接反演雨滴谱、液态水含量、降水强度和空气上升速度的方法;并利用2012年7月在云南腾冲观测的二次弱降水数据,采用毫米波雷达和Ku波段微降水雷达观测的回波强度、径向速度垂直廓线以及780 m高度上的功率谱密度对比的方法,以及毫米波云雷达观测的780 m高度上功率谱密度、回波强度与地面雨滴谱计算得到的这些量的对比方法,分析了毫米波雷达数据的可靠性;并将780 m高度上毫米波雷达反演的雨滴谱与地面雨滴谱数据进行了对比,分析了毫米波雷达反演的雨滴谱的准确性;分析了毫米波雷达回波强度偏弱的原因,讨论了该高度以下降水对毫米波雷达衰减的影响。结果表明:空气湍流对弱降水微物理参数反演影响不大,而空气上升速度和米散射效应均对反演结果有一定影响;毫米波雷达观测到的径向速度和功率谱密度与微降水雷达比较一致,回波强度的垂直廓线的形状与微降水雷达也比较一致,但毫米波雷达观测的回波强度偏弱;与雨滴谱计算值相比,毫米波雷达观测的低层的回波强度也偏弱,天线上的积水是造成毫米波雷达回波强度变弱的主要原因。毫米波雷达观测的低层的功率谱密度与地面雨滴谱观测的数据形状比较一致,但有一定的位移。毫米波雷达反演的雨滴谱与地面观测的谱型和粒子大小也比较一致。这些结果初步验证了毫米波雷达观测的功率谱密度及其反演方法的可靠性。     

一次超级单体雹暴观测分析和成雹区识别研究

利用多普勒雷达资料,结合探空和常规资料,对2011 年4 月17 日一次超级单体雹暴的流场和回波结构演变特征进行了详细研究,主要结果:该雹暴是在条件性不稳定和垂直风切变较大的环境条件下产生的右移风暴。雹云初生发展阶段,垂直剖面显示逐渐形成有组织化的斜上升气流促进雹云发展。成熟降雹阶段,雹云内形成一支强的斜上升气流和深厚的中气旋,主上升气流对应雹云的弱回波区。雹云维持典型的弱回波区—悬挂回波—回波墙特征结构。根据雷达径向速度和雹云移速订正得出的“零线”演变发现,随着雹云的发展,“零线”逐渐向悬挂回波靠近,并穿过悬挂回波,“零线”的走向为上翘式,附近“穴道”的汇集力较强,有利于降雹。通过对“零线”位置的判断可分析有利成雹的区域。根据高低空两层强回波的水平错位,利用两高度强中心连线所作剖面能快速准确得出特征剖面,并将0℃ 层以上6 km 高度处降雹潜势达到100%的45 dBZ 的区域识别为成雹区,与降雹实况对比发现识别效果良好。     

1013号台风“鲶鱼”的台风环流分离方法比较

台风系统为中α尺度系统,接近大尺度系统.为了研究环境气流与台风的相互作用,需要将台风从环境风场中分离出来.分别采用时间滤波、空间滤波和动力学方法将2010年第13号（1013号）超强台风“鲶鱼”（Megi）从环境风场中分离出来,对比分离得到的台风环境场,结果表明：时间滤波和空间滤波具有相对的随机性,容易留下台风风场的残留,同时也会减弱环境风场,而采用动力学方法可以将台风“Megi”较好地分离出来.3种方法各有优缺点,采用时间滤波可以使风场、高度场和温度场很好地平衡,但是需要较长的时间序列;空间滤波方法,仅采用一个时刻的时间,方法相对简单易用,但是由于台风风场、高度场和温度场的尺度并不相同,采用同一尺度对台风滤波容易造成风场、高度场和温度场的不平衡;动力学滤波方法分离效果较好,但是相对复杂,在低层也容易产生不平衡的现象.     

相控阵雷达扫描方式对回波强度测量的影响

有源数字阵列雷达的波束设计非常灵活,可变的波束宽度和多波束模式不仅可以满足不同任务的观测需求,还可有效节约扫描时间,但阵列天线参数随波位改变的特性对相控阵天气雷达回波强度的精确定标提出了挑战。2013年4—6月,中国气象科学研究院与安徽四创电子股份有限公司联合研发的X波段一维有源相控阵天气雷达 (X-PAR) 进行了装配后的首次测试观测。对比该雷达与相同位置的C波段双线偏振雷达 (C-POL) 观测资料发现,X-PAR不同宽度的扫描波束均能取得较合理的观测资料。但由于各模式的雷达方程及其标定方法不尽相同,并受到阵列天线照射体积、展宽波束和发射增益的影响,造成X-PAR回波强度存在一定的测量偏差。结合天线参数分析和实际数据统计将测量偏差订正至±1 dB内,为雷达的进一步调试和改进提供了依据。     

Applications of wavelet analysis in differential propagation phase shift data de-noising

Using numerical simulation data of the forward differential propagation shift （ΦDP） of polarimetric radar,the principle and performing steps of noise reduction by wavelet analysis are introduced in detail.Profiting from the multiscale analysis,various types of noises can be identified according to their characteristics in different scales,and suppressed in different resolutions by a penalty threshold strategy through which a fixed threshold value is applied,a default threshold strategy through which the threshold value is determined by the noise intensity,or a ΦDP penalty threshold strategy through which a special value is designed for ΦDP de-noising.Then,a hard-or soft-threshold function,depending on the de-noising purpose,is selected to reconstruct the signal.Combining the three noise suppression strategies and the two signal reconstruction functions,and without loss of generality,two schemes are presented to verify the de-noising effect by dbN wavelets：（1） the penalty threshold strategy with the soft threshold function scheme （PSS）; （2） the ΦDP penalty threshold strategy with the soft threshold function scheme （PPSS）.Furthermore,the wavelet de-noising is compared with the mean,median,Kalman,and finite impulse response （FIR） methods with simulation data and two actual cases.The results suggest that both of the two schemes perform well,especially when ΦDP data are simultaneously polluted by various scales and types of noises.A slight difference is that the PSS method can retain more detail,and the PPSS can smooth the signal more successfully.     

Web Service for extracting stream networks from DEM data

This paper describes the implementation of a morphology based algorithm for extracting stream networks from data as a Web Service within the framework of GeoBrain, an open, interoperable, distributed, standard-compliant, multi-tier web-based geospatial information services and knowledge building system. Unlike standard out-of-the-box GIS software, which uses the flow direction based algorithm and often produces streams that are spatially uniform, streams extracted with this Web Service correctly reflect spatial variability in dissection patterns. In addition, this Web Service is free and can be accessed from anywhere provided that there is an Internet connection and a standard Web browser.     

四川省冕宁县大顶山磁铁矿床成因探讨

大顶山磁铁矿床位于泸沽花岗岩体外接触带,铁矿体赋存于中元古界登相营群夕卡岩化大理岩中,呈似层状、透镜状产出,矿体与夕卡岩化大理岩关系密切;大顶山磁铁矿床是泸沽花岗岩体侵位过程中沿层交代的产物,其矿床成因属接触交代型矿床.     

对我国政府在全球采掘业透明倡议中应持立场的思考和建议

历经10余年的发展,采掘业透明倡议已经发生了巨大变化,西方发达国家开始积极介入,主动宣布试点或计划实施。形势的变化要求我国及时调整以往所持立场。本文简要介绍了全球采掘业透明倡议的组织架构及运作、实施现状,深入分析了各利益相关方的动机,对其未来发展加以研判,并结合我国涉及采掘业透明倡议的情况,提出了新形势下我国短期内不宜实施,但须及时调整立场;鼓励金融机构和企业介入EITI和其他反腐败倡议;政府应考虑成为EITI的正式支持国。     

美国内政部四轮战略规划的发展趋势及特点分析

美国内政部的战略规划是该部施政纲领的集中体现。四轮战略规划的目标从2003年强调资源保护、利用与休闲娱乐的平衡,到2007年增加全球经济、环境、政治和其他因素对内政部战略规划的影响,直至2014年强调资源的娱乐、人文观赏价值,并重视培养下一代的管理责任。内政部战略定位逐渐清晰。资源保护、经济发展、休闲娱乐的相对关系发生变化,从强调三者平衡到强调资源的休闲、文化等景观价值。     

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