基于迁移学习方法的山东冷云冰晶特征分布研究

为分析冷云中冰晶的分布特征,揭示冰晶增长演变机制,根据冰晶形状和尺度特征分为8类并进行标注,同时标注1类隔断栏进行数据质量控制,将9类标签图像整合并建立图像集,利用迁移学习VGGNet16方法进行识别训练,经训练模型分类准确率达98%。将模型应用到秋季冷云冰晶特征研究中,选取3次积层混合云和3次层状云降水过程,分析冰晶形状在不同温度区间的占比及冰晶谱变化特征,结果表明,温度通过影响冰晶基面与棱面的比值来决定冰晶初始形状分布,相同温度区间积层混合云内球状冰晶和线型冰晶占比高于层状云,低于-12℃后各类冰晶占比相对固定;积层混合云内线型冰晶直径集中在300~800 μm,冰晶谱呈多峰分布,聚合体直径大于600 μm,冰晶谱首尾两端浓度相当,球状冰晶直径集中在120～300 μm,冰晶谱呈单调下降趋势。     

台风“摩羯”和“利奇马”经渤海强度变化特征分析

利用FY 4水汽云图、NCEP/FNL资料、自动站资料和ERA Interim海温资料,分析入海增强台风“摩羯”（1814）和入海减弱台风“利奇马”（1909）经过渤海强度变化特征。结论如下：台风“摩羯”中心入海增强过程伴随着中高层冷空气侵入,冷空气深入“摩羯”云系中心,台风强度减弱并逐渐消亡。台风“利奇马”入海前冷空气已经侵入台风中心,台风入海后强度减弱,暖心结构变得不对称,低层有清晰的斜压特征。“摩羯”入海前渤海上空为强辐散区,“利奇马”入海前渤海上空为弱辐合场,北上前进方向出现高空辐散有利于台风加强。台风登陆前垂直风切变与台风强度反位相分布,北上后台风垂直风切变与台风强度同位相分布。“摩羯”入海后水汽通道出现断裂,其入海增强更多依赖于热力条件和动力条件。“利奇马”水汽通量和水汽通量散度源于自身环流的贡献。台风“摩羯”入海后潜热加热率激增,“利奇马”低层维持弱潜热加热直至台风消亡。     

四川盆地东部再生稻高温伏旱区腋芽萌发期气象适宜度

以四川盆地东部再生稻高温伏旱区为研究区,基于气象条件对腋芽萌发期再生稻生长发育的影响机理,采用结构方程模型探明了腋芽萌发的影响因素、影响路径及影响强度。进一步结合隶属函数和层次分析法,构建了再生稻腋芽萌发气象适宜度模型,并分析了1981—2021年研究区腋芽萌发期气象影响因素及气象适宜度的变化特征。结果表明：气温、空气湿度、降水是四川盆地东部再生稻高温伏旱区腋芽萌发的关键影响因素,基于以上因素的气象适宜度模型能较好地评价再生稻腋芽萌发期的气象影响。1981—2021年研究区气温适宜度、空气湿度适宜度及综合气象适宜度均呈下降趋势,降水适宜度没有表现出明显的变化趋势。气温适宜度、空气湿度适宜度及综合气象适宜度总体呈“西高东低”的空间分布特征,降水适宜度则表现为“东西高、中部低”。1981—2021年研究区气温上升趋势与空气湿度下降趋势显著,导致致害高温（日平均气温≥32℃）积温和致害低湿（日平均相对湿度≤65％）日数明显增加,这是再生稻腋芽萌发期气象适宜度总体呈下降趋势的诱因。     

基于印度洋海温信号的我国西北地区东部夏季降水组合降尺度预测方法研究

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高,空间相关系数由0.42提高到0.75,均方根误差明显减小,最多下降达80%。预测模型对降水空间分布型的预测能力较好,很好地回报了典型年份（1987年和2010年）夏季的降水距平百分率分布。通过抓住气象变量的空间分布特征,组合降尺度方法可以修正动力模式产品的预测误差,为西北地区东部夏季降水预测提供科学依据和技术支持,具有较好的应用前景。     

集成学习和动态融合算法在福建省短时强降水预报中的应用

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^-1为阈值的逐时降水预报模型。通过特征处理、自助聚合及超参数搜索等技术对模型进行优化,结合AUC、AUPR与传统分类指标,设计了包括业务模拟测试在内的多项试验,通过对比各建模方案验证了模型对于较长时效的短时强降水预报的适用性。结果表明:模式预报本身的命中率和空报率均较高,各建模方案具有不同程度的改善作用。自助聚合可以增强模型预测稳定性,轻微不平衡子训练集能降低模型预测空报率而取得更高的综合评分,在验证集中最佳TS评分可达17.5%;对分类信息增益贡献最大的特征变量为K指数,其次为500 hPa露点温度和时间参数特征;试验指标从优到劣依次为:随机交叉验证、小时划分的随机交叉验证、业务模拟测试,可见模型有效性主要来自相同或相邻时刻的样本信息;设计基于逻辑回归的异质模型动态融合方案以改善静态同质模型表现,各项指标均有小幅提升,在命中率接近50%时削减空...     

Thermal depolymerization of kerogen and formation of immature oil

Two Chinese immature oil shales from the continental deposits of kerogen type I and II have been thermally treated combined with the technique of supercritical fluid extraction at 630–650 K and 15–25 MPa in a semi-continuous laboratory scale apparatus. Toluence is selected as the solvent. Up to 70–80% of the kerogen matrix can be converted to a thermal bitumen and extracted simultaneously. The chemical structural parameters from the NMR, IR, XRD, ESR and EA analyses of the kerogen and the thermal bitumen show striking resemblance in nature. It implies that the thermal bitumen is primarily a depolymerized product of the kerogen. Based on the GC/MS spectra of the aliphatic eluate of the thermal bitumen, the predominance of the odd/even ratio of the alkanes and the epimeric ratios, such as 20S(20S + 20R) of C-29 steranes and 22S/(22S + 22R) of C-32 terpanes, show that the maturity of the thermal bitumen from these oil shales is comparable to that of commercial immature oils from East China. The thermal bitumen is thought to be an intermediate product of the thermal degradation of kerogen.Since the thermal bitumen is mainly composed of asphaltenes and resins, it has a structure of gel. The gel-state bitumen may turn to sol-state readily due to its low aromaticity and polarity, or due to selective adsorption of asphaltenes by clay minerals. Then the migration potential of the bitumen is enhanced.Consequently, under favorable geological conditions, the thermal depolymerization of kerogen seems to be a probable mechanism to explain the formation of immature oils.     

重力仪高频信息和地脉动的观测研究

本文介绍了应用电磁反馈零位检测技术改装的重力仪进行高频信息的观测。阐述重力仪高频信息频谱分布特征、数据采集、数字计算和随机信息的处理方法。利用高频信息可以很好地观测和研究地脉动,给出北京香山地震台利用重力仪高频信息观测所得的地脉动功率谱。分析了地脉动特征及其与台风过程的关系;讨论了某些大地震前所出现的地脉动异常现象。得出北京地区正常地脉动频率分布范围为0.13-0.32Hz,优势频率为0.2Hz,相应的卓越周期为5s的脉动频率异常,也可能在地脉动的正常频率处（0.2Hz左右）,出现幅度很大的脉动幅度异常,后者又往往与台风引起的幅度异常相混淆。     

节气与灾害

节气是我国古人的创见,它属于东方科学观点,在农时上具有重大意义。除此之外,我们发现,它在灾害预测上也有价值。我们曾发现上海的龙卷风以及与我国同纬度的美国的龙卷风的发生在节气日占优势。今年以来我们对我国的灾害性天气作了检验,发现绝大多数也发生在节气日或其附近,其余多在期望日或其附近。现列举于下:     

Research on the regionalQ values of coda waves for the aftershocks in Luquan,Yunnan of 1985

Based on the scattering coda model by which local and regional earthquakes are interpreted (K. Aki, 1969), and using observational coda data of 68 aftershocks of the 1985 Luquan, Yunnan earthquake registered by the VGK seismographs installed at 12 stations in the Yunnan regional short-period network, theQ-values of coda waves are calculated respectively for 6 time intervals. It is observed that within the frequency range of 0.40–1.65 Hz of the observed data, theQ-values are closely related with the frequencies and the calculated codaQ ranges between 80–240 with the coefficient of frequency dependence η=0.45. The calculated source factorsB(f> _p) of the coda waves which indicate the scattering strength are mostly within the order 10^?23–10^?24. Areas with lowQ-values present high scattering. It should be noted that by comparing data obtained before and after the Luquan earthquake, clear changes can be detected in theQ-values measured at stations close to the epicentral region, and that theQ-values of the aftershock coda are less than about one half of the pre-shock values. It may be mentioned that the time-dependent regional variations of theQ-values might possibly bring about practical significance in earthquake prediction. Moreover, aftershock focal parameters are determined. Through discussions on the quantitative relations between the focal parameters, we get: 1gE=1.59M _L+ 11.335;E=(2.10 × 10^?5)M ₀; length of focal rupturea=0.40?0.80 km for 3.0≤M _L<5.0 events; stress drop Δσ=(6.0–130) ×10⁵ Pa. Through interpretation of the data, we have also learned the important characteristics that there is no linear relation between the stress drops and the earthquake magnitudes.     

滑坡灾害预报的非线性动力学方法

基于现代反演理论,建立了滑坡灾害预测的非线性动力学模型,给出了可预报时间尺度的确定方法及稳定性判断准则。通过实例分析表明,非线性动力学分析方法是行之有效的。