过水体气流流速的改变

流场如何适应非均匀地表面是微气象学的一个重要问题。本文通过建立一个包含地面过程参数和水温预报方案的非静力平衡中小尺度数值模拟来研究过水体气流流速改变的空间结构和变化规律。结果表明：由于水体使表面粗糙度有脉冲式跃变，当较强气流流过时，形成两个内边界层，这两个内边界层在空间交汇呈“舌状”分布，在此之内流速增大，并且地面粗糙度愈大，流速增大愈多。大气层结明显地影响过水体气流流速的改变，造成流速改变有明显的日变化和季节性变化。过水体气流流向改变不大。     

一种确定地表粗糙度的独立方法

本文提出一种只用单一超声风温仪的平均风速和湍流量测定值确定地表空气动力学粗糙度的方案.该方法经Kansas实验资料验证,效果甚好,由5.66m和22.6m两层超声风温仪数据计算的z_0彼此一致,并且完全符合风速廓线确定的数值.将其用于确定HEIFE实验区平坦戈壁滩的地表粗糙度,1988年和1990年两批数据的估值结果大致相符,z_0分别为1.5×10~(-3)m和1.1×10~(-3)m.由精细风廓线观测发现该地z_0=1.2×10~(-3)m,证实了所建议的方法和z_0估值的可靠性.     

藏北高原高寒草甸地表粗糙度对地气通量的影响

利用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所那曲高寒气候与环境观测研究站的BJ观测站2012年1 12月大气湍流观测资料及自动气象站观测资料,应用一种独立的确定地表动力学粗糙度Z0m的方法及两种热力学粗糙度Z0h的参数化方案(Z98和Y07),得出了Z0m和Z0h以及附加阻尼kB-1的变化规律。结果表明,Z0m在一定时间尺度(月、季)上存在着波动,Z0h在高原季风前、盛行期、衰退期有不同的日变化和季节变化特征。结合陆面模式CoLM将地表特征参数代入该模式进行数值模拟,初步探讨了地表粗糙度的变化规律及其对地表通量的影响,结果表明,Z0m的动态变化和Z0h参数化方案的改进提高了CoLM模式的模拟性能,模拟的地表通量更接近观测值。     

黄土高原半干旱草地近地层湍流温湿特征及总体输送系数

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(简称SACOL站)2008年夏季晴天近地层湍流观测资料,分析了SACOL站近地层湍流温、湿统计特征,确定了大气动力学和热力学粗糙度长度,讨论了总体输送系数随大气稳定度的变化规律。结果表明,大气层结不稳定条件下,无量纲温度和比湿脉动方差与稳定度Z/L之间均满足-1/3次规律;大气层结稳定条件下,温湿脉动方差总体趋势是随大气稳定度增加而减小。水汽通量全天大于零,最大值为0.063 g·m-2·s-1,地表日平均蒸发量为1.9 mm。中性条件下,黄土高原半干旱草地动力学粗糙度长度为6.6×10-3m,热力学粗糙度为1.85×10-5m。大气层结不稳定条件下,CD平均值为4.4×10-3,CH平均值为3.9×10-3;中性条件下,CD和CH平均值分别为4.2×10-3和2.8×10-3;层结稳定条件下,CD平均值为3.1×10-3,CH平均值为2.1×10-3,表明总体输送系数随稳定度的增大而减小。     

A method for surface roughness parameter estimation in passive microwave remote sensing

Surface roughness parameter is an important factor and obstacle for retrieving soil moisture in passive microwave remote sensing.Two statistical parameters,root mean square (RMS) height (s) and correlation length (l),are designed for describing the roughness of a randomly rough surface.The roughness parameter measured by traditional way is independence of frequency,soil moisture and soil heterogeneity and just the ″geometric″ roughness of random surface.This ″geometric″ roughness can not fully explain the scattered thermal radiation by the earth's surface.The relationship between ″geometric″ roughness and integrated roughness (contain both ″geometric″ roughness and ″dielectric″ roughness) is linked by empirical coefficient.In view of this problem,this paper presents a method for estimating integrated surface roughness from radiometer sampling data at different frequencies,which mainly based on the flourier relationship between power spectral density distribution and spatial autocorrelation function.We can obtain integrated surface roughness at different frequencies by this method.Besides "geometric" roughness,this integrated surface roughness not only contains "dielectric" roughness but also includes frequency dependence.Combined with Q/H model the polarization coupling coefficient can also be obtained for both H and V polarization.Meanwhile,the simulated numerical results show that radiometer with a sensitivity of 0.1 K can distinguish the different surface roughness and the change of roughness with frequency for the same rough surface.This confirms the feasibility of radiometer sampling method for estimating the surface roughness theoretically.This method overcomes the problem of ″dielectric″ roughness measurement to some extent and can achieve the integrated surface roughness within a microwave pixel which can serve soil moisture inversion better than the ″geometric″ roughness.     

风生近惯性能通量和地形粗糙度对海洋内部混合的影响

使用细尺度参数化方法和2015-2019年全球的Argo温盐剖面资料,分析了风生近惯性能通量和地形粗糙度对全球海洋300-600 rn深度的涡流扩散系数的影响.结果 表明,在30°---45°N区域,月均涡流扩散系数与月平均风生近惯性能通量随时间的变化趋势较为一致,相关系数可达0.43,前者滞后1个月,与后者的相关系数...     

基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性定量评价模型

针对确定性地理目标位置不确定性和方向系统划分粒度粗细产生的空间方向关系的不确定性问题,提出了锥形模型空间方向关系的粗集表达模型,然后定义了知识含量的测度(I(R_n))用于度量锥形模型粗集表达的方向分类能力,在近似精度和粗糙度中引入I(R_n)因子,构建了基于知识含量的近似精度和粗糙度,用于确定性地理目标位置不确定性及方向系统划分粒度引起的方向关系不确定性的定量评价。实验表明,基于知识含量的近似精度和粗糙度,是定量评价由于确定性地理目标位置不确定性及方向系统划分粒度引起的方向关系不确定性的理想指标。     

基于LiDAR高度纹理和神经网络的地物分类

使用LiDAR单一数据进行点云分割工作时,基于斜率的严格分割LiDAR点云的方法不能很好的适应复杂地物 的分类工作。本文将LiDAR粗分割后的点云转换为高度图像和反射强度图像,并求取高度图像GLCM高度纹理。将4 种GLCM高度纹理、地面粗糙系数、平均高度和平均反射强度共7种纹理作为识别地面覆盖物的特征,并利用后向传播 神经网络(BP-ANN)方法对LiDAR数据进行地物识别。实验表明,这种方法能够从LiDAR独立数据源中有效的实现地 物分类,实验获得的精度大于90%。与传统的最大似然法进行对比,BP-ANN的分类精度高于最大似然法。当预设地 面类型能同时满足被光学影像和LiDAR数据识别的条件时,LiDAR高度纹理分类与光学影像分类结果的一致性达到 76.5%。     

花岗岩与混凝土胶结面抗剪强度的试验研究

坐落在基岩上的重力式建筑物（重力坝、悬索桥的锚碇等）,依靠基岩与大体积混凝土接触面的摩擦力平衡巨大的水压力或锚索拉力。接触面的摩擦系数有很小的变化,需要混凝土的体积发生大的变化保持摩擦力不变,从而工程造价出现大的差别。针对润扬长江公路大桥南汊悬索桥锚碇接触面抗剪强度取值问题,采用室内控制粗糙度试验的方法,测试了不同风化程度和粗糙度的花岗岩与混凝土接触面的抗剪强度。结合现场编录和现场粗糙度测试结果,获得了混凝土与基岩胶结面摩擦角的分区和面积加权平均值,为锚碇的稳定验算提供了准确的数据。试验结果对其它重力式抗滑结构设计有参考价值。     

半干旱区榆中地表粗糙度年变化及影响机理

利用2006年6月—2010年12月兰州大学半干旱气候与环境观测站 (SACOL) 观测资料,分析了黄土高原自然植被下垫面榆中地表粗糙度时间变化特征,考虑到地形、植被物理特征以及降水和热力条件的影响,分析了东南风向和西北风向粗糙度年变化规律及其影响机理,并分别给出这两个风向归一化粗糙度与时间的拟合关系式。研究发现:对于非均一下垫面,由于地形起伏和下垫面植被差别造成的不同风向粗糙度差异显著。选取东南风向和西北风向,这两个风向的地表粗糙度无论是量级还是年变化特征都有很大差别,且由于地形和植被的差别,东南风向粗糙度年变化趋势与稳定度年变化趋势一致,粗糙度与稳定度存在一定相关关系,而西北风向粗糙度年变化趋势与降水量年变化趋势一致,粗糙度与降水量相关性较好。