CMIP5模式对我国西南地区干湿季降水的模拟和预估

利用降水观测资料, 评估了参加国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的34个全球模式对1986～2005年我国西南地区干湿季降水的模拟能力。结果表明, 34个CMIP5模式中分别有30和25个模式模拟的干季和湿季降水偏多。34个模式对我国西南地区干湿季降水的模拟能力差异较大, 大约半数模式的模拟值与观测值的空间相关系数通过了99%的信度检验, 且标准差之比小于2。利用两个技巧评分标准, 分别挑选出了对干湿季降水模拟最优的9个模式。最优模式集合平均结果要优于34个模式的集合平均, 更要优于大多数单个模式。进一步利用最优的9个模式的集合平均对RCP4.5和RCP8.5两种典型浓度路径下我国西南地区干湿季降水的变化进行了预估。相对于1986～2005年气候平均态, 在21世纪初期(2016～2035年), 我国西南地区干季降水变化表现为川西高原降水增多, 而四川盆地及攀西地区、重庆、贵州和云南的大部分地区降水减少;湿季降水变化表现为川西高原、贵州和广西大部分地区降水增多, 而四川盆地及攀西地区和云南降水减少。在21世纪中期(2046～2065年)和末期(2080～2099年), 西南地区干湿季降水普遍增多。在RCP8.5情景下, 降水的变化幅度要强于RCP4.5情景。     

基于RPC模型的线阵卫星影像核线排列及其几何关系重建

针对核线影像无几何模型的问题,提出基于有理多项式系数(Rational Polynomial Coefficient,RPC)模型,利用投影轨迹法制作线阵推扫式卫星核线影像及其几何模型的重建方法。利用SPOT 5 HRG、CBERS 2-03异轨立体像对和SPOT 5 HRSI、RS P5、GeoEyeI、KONOS同轨立体像对重建的核线影像几何模型上下视差的中误差在0.2个像元之内;利用重建几何模型和原始影像几何模型进行前方交会计算所得到的地面点平面中误差在1 m之内,高程中误差在0.3 m之内,验证了本文方法的可靠性。     

对新公路勘测规范应用的几点体会

新的公路勘测规范已于2007年7月1日正式实施,在实施过程中,笔者根据自己在工作中使用的切身体会,想谈谈自己对某些规范条文的理解以及采用的相应措施,希望对同行有所帮助和借鉴。     

Geometry of risk analysis (morphogenetic system)

We know that risk analysis is based on the estimation of catastrophic events. Now to obtain a good estimation we must create suitable model of the risk. With samples of data we can use different mathematical models as linear or non linear regression methods, neural network methods, genetic methods and more recent hybrid models consisting of the information diffusion approximate reasoning method and back propagation neural network. In this paper, we present a new frame-work denoted morphogenetic system to study risk analysis. We show that morphogenetic system is a generalization of the tensor calculus used to formalize the non Euclidean geometrical representation. Now, we take suggestion from the electrical circuit analysis to create the morphogenetic model for the estimation. In the electrical circuit, we have the vector of voltages and vector of currents. The relation between voltages and currents is given by Ohms rule and the impedance matrix. The relation is a multi input and multi output (MIMO) system given a set of samples for voltages and currents we can estimate the impedance matrix of the circuit. Now, we know that the electrical circuit is controlled by a limited set of voltage or current sources. The aim of this papers is to give the rule by which from arbitrary voltages in the circuit we compute the voltage sources and also the associated current sources. We also give the method to compute the currents by the current sources and also the voltages by the impedance matrix. All the process from arbitrary voltages, voltage sources, current sources, current in the circuit and voltage in the circuit is denoted the projection operator in the morphogenetic system. Electrical circuits are a prototype of the morphogenetic system. We show that fuzzy inferential processes can be modeled by morphogenetic systems to improve models to estimate risks.     

CMIP6检测归因模式比较计划（DAMIP）概况与评述

气候变化的检测归因是历次IPCC评估报告的重要组成部分。检测归因的目标是检测并量化由外强迫引起的变化,识别人为和自然强迫对气候变化的相对贡献。有助于全面评估气候系统是如何受人类活动影响的,所得结论对未来气候变化预估的信度而言至关重要。检测归因模式比较计划(DAMIP)是第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的一个子计划,共包含3个级别、多达14组不同强迫驱动下的试验。文中概述其科学背景、试验设计、参与模式情况,并评述该计划的意义、期待的产出以及中国的机遇和贡献,以期使读者迅速了解相关要点和进展,为利用这些模式模拟试验数据开展检测归因研究提供必要的参考。     

参加CMIP5计划的四个中国模式模拟的东亚地区降水结构特征及未来变化

在全球变暖的背景下, 降水特征的改变体现为降水总量和降水结构的变化。由于缺乏较为长期、覆盖范围广的较高分辨率逐日降水资料, 过去对东亚降水的研究多关注其降水量的长期趋势和时空变率, 较少涉及降水结构的变化。本文利用当前最新且分辨率最高、覆盖范围最广的逐日亚洲陆地降水数据集(简称APHRODITE)以及四个中国参加第五次国际耦合模式比较计划(简称CMIP5)的模式(BCC-CSM1-1, BNU-ESM, FGOALS-g2和FGOALS-s2), 研究了东亚地区降水结构的观测特征及四个模式的模拟能力。基于此, 通过分析四个模式的未来预估试验, 探讨东亚地区降水结构在全球变暖背景下的变化。结果表明:整个东亚地区的累积降水量呈现出随着降水强度的增加先增加后减小的分布形态;降水频率则是随着强度的增加显著减小。小雨(中雨)呈现出南少北多(南多北少)的形态;强降水则较多分布在华南沿海以及日本南部地区。长期趋势上, 整个东亚地区大体上呈现小雨和30 mm/d以上的大雨增加, 而中等强度降水减少的变化趋势。四个模式对东亚降水结构的气候态模拟能力较好。BCC-CSM1-1和FGOALS-g2能够合理再现观测中各个强度降水的变化趋势, 而其他模式模拟不出中雨的减小趋势。四个模式的未来预估表明, 在全球变暖的背景下, 东亚地区30 mm/d以上的强降水会增加。且降水强度越大, 增加越明显。以30°N为界, 小雨(中雨)在变暖背景下呈现南部增加北部减少(南部减少北部增加)的变化趋势。     

气侯变化对东部季风区赣江和官厅流域径流的影响

选取中国东部季风区南方赣江流域和北方官厅流域,基于逐日气象和水文观测数据率定和验证了HBV水文模型,并以国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中输出要素最多的5个全球气候模式在3种典型浓度路径（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）下的预估结果驱动HBV模型,预估了气候变化对21世纪两个流域径流的影响。结果表明：(1) 1961—2017年,赣江和官厅流域年平均气温均呈显著上升趋势,升温速率分别为0.17℃/(10 a)和0.28℃/(10 a);同期,赣江流域降水显著增加,官厅流域降水微弱下降。不同RCP情景下,21世纪两个流域均将持续变暖、降水有所增加,北方官厅流域的气温和降水增幅均大于南方赣江流域。(2) 21世纪,官厅流域年、季径流增幅远大于赣江流域。官厅流域年径流在近期（2020—2039年）、中期（2050—2069年）、末期（2080—2099年）均呈增加趋势,RCP8.5情景下增幅最大、RCP4.5最小。赣江流域在RCP4.5下,近期、中期年径流相对基准期略有减少,但在整个21世纪径流呈上升趋势;RCP2.6和RCP8.5下,21世纪中期以后径流增幅下降。(3) 21世纪,东部季风区北部的官厅流域发生洪涝、南方赣江流域发生干旱的可能性增大,不同RCP情景预估得到相同的结论。     

CT机和核磁共振成像(MRI)机之间的比较研究

ＣＴ和ＭＲＩ是当今应用最普遍的两大类临床影像诊断设备。本文应邀就普遍关心的问题对ＣＴ和ＭＲＩ两大设备在原理、性能、指标、功能、参数、敏感性、安全性、信号性质、图像标准、图像重建的方法学理论等诸多方面进行了有益和有意义的比较。并沿两类机器发展的轨迹追溯了两种影像在历史上的交汇点（源宗）。阐明了两套数学方法（Ｒａｄｏｎ变换和Ｆｏｕｒｉｅｒ变换）的平行发展根源于其信号性质的重大区别。ＭＲ是时域信号,而Ｘ     

惯量投影椭球在构造变形分析中的意义初探

本文讨论了一种新的数学工具,即惯量投影椭球（和椭圆）,在具有任意形状构造变形体的变形描述与应变分析中的意义。论证了在均匀的递进变形过程中,构造标志体惯量投影椭球的变形与其自身的变形保持一致,两者遵循同样的均匀变形方程。在进行构造变形描述和分析时,构造标志体形状与其惯量投影椭球是等效的。惯量投影椭球具有有限应变椭球相同的性质,可以用来描述任意形状构造标志体的变形,并可以替代具有任意形状构造标志体进行变形分析。先前适用于椭圆形标志体变形分析的方法均可应用于具有任意形状的构造标志体。这将为我们对具有任意形状的构造标志体变形的描述和分析提供方便和有用的数学工具。     

A discrete square global grid system based on the parallels plane projection

We developed a direct partitioning method to construct a seamless discrete global grid system (DGGS) with any resolution based on a two‐dimensional projected plane and the earth ellipsoid. This DGGS is composed of congruent square grids over the projected plane and irregular ellipsoidal quadrilaterals on the ellipsoidal surface. A new equal area projection named the parallels plane (PP) projection derived from the expansion of the central meridian and parallels has been employed to perform the transformation between the planar squares and the corresponding ellipsoidal grids. The horizontal sides of the grids are parts of the parallel circles and the vertical sides are complex ellipsoidal curves, which can be obtained by the inverse expression of the PP projection. The partition strategies, transformation equations, geometric characteristics and distortions for this DGGS have been discussed. Our analysis proves that the DGGS is area‐preserving while length distortions only occur on the vertical sides off the central meridian. Angular and length distortions positively correlate to the increase in latitudes and the spanning of longitudes away from a chosen central meridian. This direct partition only generates a small number of broken grids that can be treated individually.