基于GNSS/INS/NHC理论模型的轨道平顺性检测方法研究

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite Systems, GNSS)的定位精度、可靠性和稳定性受用户环境影响明显。为此,本文利用惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)的短期高精度定位特性和自主导航的优点,与GNSS进行数据融合,来弥补GNSS的缺点,并进一步基于Rauch-Tung-Striebel(RTS)滤波和非完整性约束(Non-Holonomic Constraint, NHC)模型,构建RTS滤波的GNSS/INS/NHC组合模型。通过处理和分析兰新高铁采集的GNSS/INS数据,结果表明,该方法的位置重复测量精度优于5 mm,水平姿态角重复测量精度优于0.005°,航向姿态角重复测量精度优于0.01°,该方法能有效检测出铁轨中存在的不平顺性问题。     

中国生态气象灾害研究

综述了生态气象灾害的定义、类型与特点;7种主要生态气象灾害的危害特征,包括危害现状、发展趋势以及主要危害;气象因子对7种主要生态气象灾害的影响;生态气象灾害的监测、预警与评估;生态气象灾害的应急管理与防御措施和恢复重建技术等5个重要方面的内容。生态气象灾害是我国一种综合性的、重大的自然灾害,其危害特点:具有累积性与长期性、难恢复性和不可抗逆性。它不仅直接危害到生态系统本身的健康,使生态系统严重恶化,还极大地危害到人类赖以生存的物质基础,最终严重地制约了社会经济可持续发展。生态气象灾害是一门多学科交叉、新型而又重要的领域。     

变分方法反演双多普勒雷达低层二维风场

提出用变分方法和正则化方法相结合反演双多普勒雷达资料的低层二维风场的方法,即在目标泛函中加入正则化项（先验信息项）且合理选择正则化参数。数值试验结果表明：正则化项的引入能有效滤除反演风场中因奇点和观测资料引起的误差,提高反演精度,得到最优的全局反演风场。     

风暴尺度集合预报中的混合初始扰动方法及其在北京2012年“7.21”暴雨预报中的应用

风暴尺度集合预报系统（Storm-Scale Ensemble Forecast system,简称SSEFs）中集合成员之间发散度不足一直都是研究的难点。本文尝试了将Barnes空间滤波融入到集合转换卡尔曼滤波（ETKF）更新预报系统中的混合初值扰动法。该方案将ETKF方法的小尺度信息与来自于侧边界条件扰动的大尺度信息相结合,缓解了扰动在侧边界不匹配的问题。通过2012年北京“7.21”暴雨并使用邻位方法对比分析了不同初值扰动方案在不同时间尺度与空间尺度上的特征,在此基础上进一步探讨了构造混合初始扰动法的可行性。结果表明:ETKF试验所构造的初始扰动无法与侧边界条件扰动相匹配,混合后的初始扰动可以有效缓解SSEFs中由于初始扰动与侧边界扰动不匹配产生的虚假波动,其中大尺度信息保留较多的混合试验（ETKF80）和动力降尺度方案（Down）在减少虚假波动方面的效果最优;从集合离散度来看,在前期暖区降水阶段ETKF的离散度在小尺度上最大,随着锋面降水的开始,Down的离散度逐渐超过ETKF,而使用各滤波波段构造的混合试验同时具备ETKF与Down二者的特征。选择合理的滤波波段可以获得最为合理的离散度表现（ETKF180）,说明仅考虑侧边界匹配（Down和ETKF80）并不能获得最合理的集合离散度,应综合考虑其他因素。从降水概率预报结果来看,选取合适的滤波波段所构造的混合扰动试验同样获得了较好的效果。     

空间信息序结构相似性及其度量

空间信息的序列关系体现了空间要素的本质联系,但是在空间分析中尚没有刻画这种序列关系的成熟理论。本文基于有序尺度变量间关联性度量理论提出了空间信息序结构相似性的分析、度量方法,利用古德曼和克拉斯卡尔的度量验证了商业用地的租金与商业用地距商服中心距离的空间序结构的相似性,研究表明利用有序尺度变量关联性度量指标能够计算空间变量序列相似度,从而实现通过已知空间变量的空间序结构推断另一空间变量的空间序结构。     

梅雨特征量对气候变暖的响应

选取江淮流域梅汛期降水变率一致的34个代表站,划分了1960—1977年(偏冷期)、1978—1996年(过渡期)和1997—2011年(偏暖期)这3个时期,采用统计分析与合成分析的方法,研究了梅雨特征量对气候变暖的响应情况。结果表明:3个时期入梅时间、出梅时间、梅期长度和梅期降水量分别呈现晚-早-晚、早-晚-略晚、短-长-短和少-多-少的变化特点。梅雨强度和梅期雨日数占梅期长度百分比呈现递减趋势。梅期暴雨日数占梅期雨日数百分比、梅期无雨日数占梅期长度百分比和梅期最长连续无雨日数占梅期长度百分比呈现递增趋势。研究了气候变暖后500 hPa大气环流的变化与入梅时间、出梅时间、梅期长度和梅期降水量变化的联系。     

鄂尔多斯块体新生代构造活动和动力学的讨论

鄂尔多斯块体除西南边界为挤压边界外,四周被共轭剪切拉张带所围限,东西和南北两侧分别为右旋和左旋剪切拉张带,全新世水平和垂直滑动速率分别达5mm/a和0.3~3mm/a。鄂尔多斯块体自始新世起从西南挤压边界两端开始发育,逐渐向远端发展,至上新世最后形成山西断陷盆地带。新生代以来块体不断缓慢上升,距今1.40Ma以来的隆起总量为160m.形变测量说明块体现代隆升速率为1~2.8mm/a,周缘断陷盆地带现代下降速率为-4~-5mm/a。块体内部莫霍面变化平缓,埋深40km~42km,上地幔高导层埋深123km~131km,它们在周缘断陷盆地带相对隆起,前者隆起幅度1.5km~6km,后者埋深仅70km~100km.6级以上地震均发生在块体周边活动构造带内,块体内部无6级以上地震发生,4~5级地震也很少。震源机制、地应力和断层滑动矢量测量等得到的主压应力方位为NE-NEE向,与控制块体周边活动构造的区域应力场一致,主要与青藏块体的NE向挤压作用相关,盆地地下深部物质上涌产生的垂直力也起着重要作用。所以,区域性水平应力场和深部物质运动产生的垂直力联合作用是本区新构造活动的动力条件。      

对流、湿度锋与低空急流的耦合——持续性暴雨维持的一种可能机制

根据暴雨发生和持续依赖于对流层低层水汽辐合的事实,重点针对持续性暴雨维持机制这一重要问题,从天气学和动力学方面分析了1989年7月9～10日四川盆地东部持续性暴雨维持机制。分析结果发现,大气运动非平衡强迫、凝结降水的非均匀分布与强烈垂直风切变的耦合作用、“湿度锋”与低空急流的耦合相互作用通过促进低空辐合流的维持,导致了对流云团和暴雨天气的持续。     

南海北部古俯冲带的位置及其对南海扩张的控制

为了确定南海北部古俯冲带的具体位置,作者利用美国LCT综合反演软件对收集到的重磁数据进行处理解释,结果显示在南海北部从台湾西南部到一统暗沙隆起,即沿南海海盆北部陆坡为一条布格重力异常水平梯度峰值带,指示了古俯冲带的具体位置;其北部的高磁异常代表了与之对应的古火山弧。深反射地震资料也验证了南海北部陆坡位置存在古俯冲带,钻井资料显示俯冲带存在的时代为晚侏罗世到早白垩世。据此绘制了南海地区晚中生代到现今的构造古地理演化图,指出南海的扩张应与晚中生代俯冲带这个先存的软弱带有关,南海海盆正是从古俯冲带的位置开始扩张。     

松辽盆地营城组火山岩成岩作用类型、特征及其对储层物性的影响

通过野外剖面观察、钻井岩心描述、薄片鉴定和扫描电镜分析,松辽盆地营城组火山岩的成岩作用阶段分为早期和晚期。早期成岩作用类型有挥发分逸出、熔蚀作用、等容冷凝结晶、准同生期热液沉淀结晶、熔结作用、冷凝收缩、分熔冷凝结晶和早期压实胶结作用;晚期成岩作用类型为充填作用、脱玻化作用、交代作用、机械压实压溶作用、胶结作用和溶解作用。早期成岩作用主要影响原生孔隙的发育,晚期成岩作用影响次生孔隙的发育。准同生期热液沉淀结晶、早期压实胶结作用、充填作用、机械压实压溶作用和胶结作用是使松辽盆地营城组火山岩储层物性降低的主要成岩作用;挥发分逸出、等容冷凝结晶、冷凝收缩和溶解作用是产生孔隙空间使储层物性变好的主要成岩作用。