季节指数及其在季节性监测资料分析和预报中的应用

基于灰色模型的诸多优点，作者选用GM(1，1)模型分析和预报形变监测序列。然而直接应用GM(1，1)灰色模型分析和预报具有季节性的监测序列时往往精度不高。因此，作者提出运用基于季节指数的“去季节波动”法与GM(1，1)混合建模，对监测资料进行分析与预报。基于均方差和平均绝对误差两个精度准则，作者对此方法与周期函数拟合模型进行了比较。结果表明，此方法提高了具有季节性波动监测序列的预报精度，且建模方法简便、快捷。     

Relationships between Interannual and Intraseasonal Variations of the Asian-Western Pacific Summer Monsoon Hindcasted by BCC_CSM1.1（m）

Using hindcasts of the Beijing Climate Center Climate System Model, the relationships between interannual variability （IAV） and intraseasonal variability （ISV） of the Asian-western Pacific summer monsoon are diagnosed. Predictions show reasonable skill with respect to some basic characteristics of the ISV and IAV of the western North Pacific summer monsoon （WNPSM） and the Indian summer monsoon （ISM）. However, the links between the seasonally averaged ISV （SAISV） and seasonal mean of ISM are overestimated by the model. This deficiency may be partially attributable to the overestimated frequency of long breaks and underestimated frequency of long active spells of ISV in normal ISM years, although the model is capable of capturing the impact of ISV on the seasonal mean by its shift in the probability of phases. Furthermore, the interannual relationships of seasonal mean, SAISV, and seasonally averaged long-wave variability （SALWV; i.e., the part with periods longer than the intraseasonal scale） of the WNPSM and ISM with SST and low-level circulation are examined. The observed seasonal mean, SAISV, and SALWV show similar correlation patterns with SST and atmospheric circulation, but with different details. However, the model presents these correlation distributions with unrealistically small differences among different scales, and it somewhat overestimates the teleconnection between monsoon and tropical central-eastern Pacific SST for the ISM, but underestimates it for the WNPSM, the latter of which is partially related to the too-rapid decrease in the impact of E1 Nifio-Southern Oscillation with forecast time in the model.     

气候变化与中国水资源

该书总结了国内外近年关于气候变化及其对水资源影响的若干研究成果,系统分析了中国近现代的基本水文气候特征,以及主要水文气候要素的时间变化规律,包括地面气温、降水、蒸发以及极端天气气候事件的年代和长期趋势变化特点,评价了气候变化对全国和各主要流域水循环和水资源的影响,初步预估了未来可能的气候变化趋势及其对水资源的影响,提出了我国水资源管理领域应对气候变化影响的战略和对策建议。     

基于小波去噪的地铁变形组合预测模型分析

对地铁监测数据建立相应的预测模型,对变形可进行前瞻性预测,从而保证地铁安全的施工和运营。本文以北京市地铁某基坑工程为研究对象,首先以某一监测点为例,利用小波分析对原始监测数据进行去噪处理;然后分别利用时间序列分析模型和BP神经网络模型对去噪后的数据进行建模分析,得到原数据的拟合值和对未来变形的预测值;最后利用同期Sentinel-1A卫星影像进行相干点时序InSAR处理,得到形变结果。通过分析两个模型的预测值与实际值,并与InSAR结果进行对比,验证了两个预测模型在地铁形变监测中应用的优劣性。     

从时间序列中提取维数信息

作者介绍了分形和分维的概念、性质和意义，重点讨论了从一维时间序列中提取维数信息的方法，并给出了一些在天气和气候中的应用。     

双三次数值模式与理想Lamb波、龙卷扰动对比模拟分析

通过"双三次曲面拟合—时间步长积分—双三次曲面拟合……",实现成为一种双三次曲面拟合新算法数值模式。它对模式大气作非线性(空间二阶可导)描述,是用数值分析(三次样条/双三次曲面)与计算方法近似求解大气运动非线性偏微分方程组。用Z坐标系高分辨率双三次数值模式,采用原始大气运动方程组和采用欧拉时间积分方案,设置理想扰动,对大气声波Lamb波做数值模拟;采用大气不可压假定,除去声波,对大气重力波龙卷扰动做数值模拟。对比模拟发现:理想Lamb波以声速在水平方向传播,扰动能量频散快,仅能在原地持续数秒钟;理想龙卷扰动则在原地可持续约1 min,且波动内圈(外圈)自下至上始终处于风场辐合(辐散)状态,具冷心结构和气压驻波特征,可因水汽进入扰动与借助凝结潜热释放而得到发展。     

不同平均时间对LOPEX10资料涡动相关湍流通量计算结果影响的探讨

通过处理涡动相关系统观测的近地层湍流脉动量可以获取地—气间感热和潜热通量,然而选择不同平均时间对通量计算的结果有较大影响。采用黄土高原陆面过程野外观测试验(LOPEX10)期间获得的涡动相关系统观测资料,分析了不同平均时间对湍流通量计算的影响,并采用雷诺平均和分解方法推导了平均时间引起的通量差值的数学表达式(Flux Compensation,FC)。结果表明:(1)FC公式可以说明采用不同平均时间数据之间的关系,也可以直接计算低频涡旋对湍流通量的贡献。FC公式计算的结果与直接计算的不同平均时间通量计算之差的相关系数在0.95以上,并可以确定计算湍流通量的最佳平均时间。(2)通过采用Ogive函数确定了计算LOPEX10期间通量的最佳平均时间长度为30min,印证了利用雷诺平均和分解方法计算湍流通量补偿的准确性。(3)通过进一步的数学变换,证明了平均时间对湍流通量计算的影响直接与湍流低频变化相关,FC公式可以用来确定涡动相关观测数据的最佳平均时间,并且在获得较高时间分辨率的湍流通量数据的同时,补偿因平均时间过短而遗漏的低频信息。     

江苏省风能资源重新估算与分布研究

利用1971—2000年江苏省67个台站的多气象要素资料,挑选风能资源评估的代表年,重新计算江苏省风能资源状况,发现与上世纪80年代全国风能评估结果以及90年代的评估结果有很大差异,全省风能总储量估算为3.03×1010W,实际可开发量约为0.24×1010W。风能资源在江苏沿海和海岛比较丰富,是未来开发的重点区域,而在绝大部分内陆地区风能贫乏,贫乏区占据全省的92.2%。     

渭河断裂西段活动差异性分析

渭河断裂是一条纵贯渭河盆地中部的大断裂，对渭河盆地的形成和发展乃至盆地内的地震活动都具有控制作用。本文将宝鸡峡口以东，西安市草滩镇以西的渭河断裂西段作为研究区。从渭河断裂北侧黄土台源地貌存在的分级现象、自西向东渭河断裂新近系错距大小非均匀变化、渭河断裂西段断坎地貌差异等方面的分析，讨论了渭河断裂西段存在的活动差异性，认为以千河断裂、岐山-马召断裂和泾河推测断裂为分界点，渭河断裂西段可分为三个亚段，各个亚段在断裂活动时间、活动强度等方面均有明显的差异。通过对渭河断裂西段所处新构造环境的分析，认为第四纪以来渭河盆地西部地壳的向东掀斜拾升运动是造成渭河断裂西段出现差异性活动的根本原因。     

西藏拉萨地块高镁超钾质火山岩及对南北向裂谷形成时间和切割深度的制约

青藏高原拉萨地块南北向裂谷中发育少量中新世高镁超钾质火山岩,岩石具有较高的SiO2含量(53%~50%),同时具有极高的K2O(7%~6%)、MgO(11%~8%)、Cr(500×10-6~400×10-6)、Ni(400×10-6~260×10-6)含量,较高的放射性成因87Sr/86Sr(0.7265~0.7199)、非放射性成因143Nd/144Nd(0.511844~0.511769)比值,δ18OVSMOW值较高,变化范围很大(10.4‰~6.4‰),其源区为加入了大量俯冲印度地壳的富集地幔。40Ar/39Ar同位素年龄指示他们喷发时代为17~13Ma。结合正断层与火山岩的切割与覆盖关系,指出高原正断层强烈活动时间为23~13Ma,持续了~10Ma,伸展速率为5.6±3.0mm/a。高镁超钾质火山岩与裂谷在时间上的一致和空间上的重合,指示高镁超钾质火山岩与裂谷的形成演化密切相关,高原裂谷系统的建立是由于俯冲印度地壳的断离造成的高原岩石圈的伸展破裂,其活动时期分为2个阶段,首先伴随高原隆升(23~13Ma),随后在重力作用下,促使高原垮塌(13Ma~现在)。