基于CloudSat卫星资料的新疆三大山区不同类型云高特征研究

作为空中水资源的重要组成部分,云在地球水循环过程和气候系统中扮演着重要角色,不同高度的云因其物理特性和动力过程的不同而对人工增水作业具有不同的指示意义. 采用2007年1月至2008年12月的美国宇航局（NASA）云卫星（CloudSat） 2B-CLDCLASS资料,从不同类型云的高度分布特征分析了新疆阿尔泰山、天山和昆仑山区的云水资源情况.结果表明：各个季节三大山区高层云所占比例均较大,在20%以上,其中,天山山区和昆仑山区雨层云所占比例也较大,在15%以上. 三大山区不同云的云顶和云底高度年变化趋势基本一致,昆仑山区各类型云的平均云顶和云底的高度最大,阿尔泰山区的最低.     

气候模式中云辐射反馈过程机理的评述

云对地气系统的辐射收支具有十分重要的作用,云辐射参数化是目前气候模式中不确定性的主要来源。云可以通过多种途径对辐射产生影响,形成不同符号、不同量值的反馈机制。研究表明,模式气候对不同的云辐射参数化方案十分敏感。预报云水含量方案的引入,改进了对云辐射过程的模拟,但与观测资料相比仍有差距。一般说来,模式中引入云水的相变和相互作用的云粒子大小产生负反馈,而光学厚度和云量产生的是正反馈。云辐射反馈的净作用其大小和符号因模式而异。云辐射与大尺度天气气候背景之间有着紧密的联系,尤其是海温对辐射平衡有显著影响。最后总结了当前云辐射研究中存在的主要问题,并提出了改进的途径。     

GMS 5资料反演地表温度的一个修正算法

本文研究发展利用GMS 5/VISSR每小时卫星观测资料反演地表温度的方法,首先利用时空判断法进行云检测寻找晴空像元,然后从辐射传输方程出发,由实时探空资料求取大气上行、下行辐射率及大气透过率,根据由AVHRR NDVI导出的地表比辐射率,用单时相双光谱分裂窗法反演得到地表温度.比较反演结果与54511站及其他中国基准站2000年地面0cm地表温度实测值,相对于国际上其他经验公式而言,本文算法在精度上有所提高.敏感性分析试验着重于大气衰减的影响.基于本文算法,给出了内蒙中东部地区地表温度连续4天的变化实例以及东亚部分陆地“纯晴天”地表温度图.     

模糊聚类与遗传算法相结合的卫星云图云分类

针对模糊C均值聚类（FCM）方法存在的缺陷,提出运用遗传算法（GA）全局寻优与FCM局部寻优以及模糊减法聚类客观估算聚类数等优势互补的思想和途径进行卫星云图云分类判别.试验结果表明,综合方法（GA\|FCM）的云分类效果明显优于单一的FCM和GA算法,可有效弥补FCM和GA算法在云分类中存在的不足,并可运用于实况云图中云类的客观、自动判别.     

云降水物理和人工影响天气研究进展和思考

云降水物理和人工影响天气密不可分,云降水物理为人工影响天气提供理论基础,人工影响天气是云降水物理一个重要应用领域.目前我国人工影响天气规模、经费投入已达世界之最,人工影响天气工程正在建设之中.论文简要回顾了我国云物理研究和人工影响天气的发展过程,评述研究工作取得的进展,思考我国人工影响天气在新形势下进一步的发展的问题,显得尤为重要.几十年来,我国开展了一系列云雾降水的外场观测研究和人工影响天气的外场试验研究,云和降水物理以及人工影响天气的理论和技术研究不断取得进展,数值云模式和中尺度模式的模拟研究水平有了长足的进步,在云和降水物理过程和降水机制研究、云的微物理结构、云水资源和人工增雨潜力评估、催化条件预测、催化剂和催化技术等方面取得了显著进展.论文最后指出,目前的人工影响天气需要加强人工影响天气核心技术研究,并提出了需要进一步研究的云和降水物理中的有关科学问题.     

强降水云物理过程的三维数值模拟研究

利用改进的三维完全弹性强对流云模式,模拟了1998年7月21日晨发生在武汉附近的特大暴雨个例,结果显示,该模式模拟得到的降雨量与实测接近,计算得到的雷达回波强度最大值也与实际观测相一致,说明该模式对实际对流性强降水具有较好的模拟能力.在此基础上,通过冷云和暖云两种不同情况的比较分析,研究了云微物理过程在强降水形成过程中的作用.模拟结果表明,详细云物理过程的考虑对深入理解武汉这次强降水的形成过程是有意义的.该个例雨水的形成主要是暖雨过程,冰相微物理过程对该对流性强降水过程的发展和演变有重要的促进作用.在形成雨水的冷相过程中,霰的融化及其在0 ℃层下碰并云水形成雨水的过程是主要的.模式云在0 ℃层附近存在明显的雷达回波亮带,亮带中间含有强回波核和及地下挂回波.分析表明,这种强回波核和下挂回波的产生主要是由于冰相粒子在0 ℃层融化形成的,融化的冰相粒子与云滴碰并又加速雨水的产生.在这些融化的冰相粒子中,贡献最大的是霰粒.文中还分析了该强降水暴雨云维持长时间强降水的云物理机制.在低层大气温暖高湿和环境风切变有利条件下,倾斜上升气流和下沉气流之间的准稳态结构可能是暴雨强降水得以长时间维持的重要原因.     

亚马逊上空的烟雨云

人们观测到亚马逊森林大火的浓烟减小了云滴的大小,使降水产生延迟。因为清洁云在云底以上1．5km处就可以产生降水,而被污染的云中这个高度要抬升到5km以上．在火成云中就要到7km以上了。云中低层被抑止的降雨和气溶胶沉降使得水份和烟尘向高层输送,高层的云就像能卸下很多污染物的‘烟’。在抬高了的降雨启动高度上,由于相变触发的上升气流导致强的雷雨、大雹以及其他类似的云体突破云顶进入平流层,在平流层沉降的污染物和水汽的辐射效应对气候系统有深刻的影响。大气中激发的风暴在更高层释放出潜热,这就从本质上影响了区域和全球的环流系统。这些过程共同影响了水份循环、大气中污染物的分布以及大气环流的动力学特征。     

基于TIN的LiDAR数据滤波算法研究

研究利用区域生长滤波算法将原始激光点云数据直接构建不规则三角网(TIN),并选择地面最低高程点作为初始种子点,根据设定的高差阈值对种子点的邻域进行区域生长滤波处理。通过对试验区机载LiDAR点云数据的滤波处理结果与基于坡度滤波和基于移动窗口的高程滤波算法进行对比分析,结果显示该方法具有一定的优越性。     

大渡河丹巴水电站长大深埋软岩各向异性及宏观力学参数研究

研究了层状岩体各向异性以及宏观力学参数分析方法,提出基于大型岩土分析软件ADINA各向异性材料模块,采用分区分级宏观力学参数模拟分析方法,结合“代表单元体”理论思想,对丹巴水电站二云片岩进行了各向异性模拟和宏观力学参数分析,研究得到丹巴片岩不同片理倾角宏观力学参数以及各向异性特征变化规律。研究结果显示,丹巴二云片岩尺度增加,平行片理向、垂直片理向变形模量 、 收敛幅度不同步, 变化幅度随倾角增大而增大,收敛速率更高,水平向变形模量 趋势较平缓,泊松比的变化规律恰好与之相反;随片理面倾角增大,丹巴二云片岩力学参数趋于极限值规律明显。     

海陆一体机载激光扫描仪的设计

提出了海陆一体机载激光扫描仪设计方案。采用高频双波长激光以及大动态接收光路,实现地貌与水深的联合探测;采用基于自校准时间数字转换,重构高精度的点云数据;采用基于编码正交频分复用调制解调技术,实现机载点云探测数据的快速回传。