考虑有雨无雨辨识的多源降水融合方法

多源降水融合是精准估计降水时空分布的重要途径,多聚焦降水量或降水强度的误差订正,对短历时降水雨区辨识的重视不足。提出考虑有雨无雨辨识的多源降水融合框架,耦合地理加权逻辑回归与地理加权回归模型,构建兼顾雨区辨识及雨量估计的降水融合方法,并应用于汉江流域MSWEP V2.1与地面站网观测日降水融合。结果表明：所提方法成功再现有雨无雨空间格局并刻画了降水中心,整体强化了MSWEP V2.1对地面降水的表征能力,降低误报率和误报降水量的幅度超过了60%,提高临界成功指数和Kling-Gupta效率系数达40%以上;较降水空间插值数据,削减误报降水量并提升Kling-Gupta效率系数高于10%;另外,较参考数据,降水融合改善强降水事件(雨强≥50 mm/d)分辨精度的增益不低于60%。所提方法有效改善了降水估计效果,为多源降水融合提供了新思路。     

基于机器学习的海表温度对中国降水的预测研究

利用K-means聚类算法将36a的中国周降水数据聚类为7个区域,其中非季风区的中国西北和青藏高原的大部分地区聚类为两个区域,其余区域聚类为5个区域.将各区域的降水量数据经过指数平滑之后,输入聚焦时延神经网络(FTDNN),求解其与经过主成分分析降维处理的SST之间的关系.结果表明:季风区的降水量最佳延迟时间比远离海洋...     

华北平原东北部小冰期干湿变化特征及其驱动机制

小冰期作为距今最近的一次冷期,是研究寒冷事件对人类社会和自然环境影响的重要参照期,其气候总体偏冷已达成共识,但干湿变化存在明显的时间和区域差异。华北平原作为东亚季风系统控制的核心区,对气候变化响应十分敏感,由于受到研究材料、技术方法等因素限制,致使华北平原小冰期次一级干湿变化过程研究较少,且缺乏高分辨率的定量研究。本研究在6个AMS¹⁴C定年的基础上,通过对秦皇岛七里海湖泊深度为245～62 cm的钻孔沉积物92个样品的孢粉分析,利用加权平均偏最小二乘回归法(WA-PLS),高分辨率地定量重建了华北平原东北部1250～1610 A.D.的降水变化过程。结果显示：小冰期早期(1310～1450 A.D.)年降水量平均为565 mm,较中世纪温暖期降水减少约25 mm,气候变干,但程度较轻;小冰期中期(1450～1610 A.D.)降水量进一步降低,降至525 mm左右,最低可达410 mm,气候达到研究段最为干旱时期。分析认为,华北平原东北部地区小冰期冷干变化过程可能受太阳辐射量、火山活动和太平洋年代际振荡(PDO)的共同驱动。     

1961-2018年西南地区夏季干旱变化特征及其与环流异常的联系

利用1961—2018年中国西南地区312站降水观测资料、NCEP/NCAR再分析资料及海表温度资料,采用夏季SPI(Standardized Precipitation Index)指数作为干旱指数,研究了西南地区夏季干旱变化特征及其与环流异常的联系。结果表明:西南地区夏季总体呈现变干趋势,尤其在云南、四川东南部干旱化趋势显著。当西南地区夏季显著干旱时,该地区对流层低层辐散、上层辐合,且向该地区的水汽输送偏少。造成西南地区干旱维持的原因可归结为大气波动活动异常和海温异常强迫。前者通过西风带扰动向下游的能量频散,为西南地区低层辐散、上层辐合的环流异常的形成和维持提供了必要的扰动能量积聚;后者通过热带西北太平洋异常热源对大气的强迫,使得该地区对流层低层(上层)形成异常辐合(辐散),在西南地区和热带西北太平洋形成了斜向垂直环流,使西南地区受下沉气流控制,从而形成了利于降水显著偏少和干旱发生并维持的条件。     

江门地区夏季高温的成因

通过对江门地区1961~2005年高温资料的统计分析,揭示江门地区高温天气的时空变化,并探讨造成高温天气的主要天气系统及形势特征。结果表明:江门地区夏季高温出现频率在增加,持续性高温也呈增长状态;高温结束时间出现标志性后跃;造成江门夏季高温的主要天气形势是强盛的副热带高压稳定控制和热带气旋逼近时的外围下沉气流。此外,城市“热岛效应”对高温天气也有增强作用。     

台风“利奇马”对钻孔体应变的扰动分析——以浙江地区为例

利用台风“利奇马”过境浙江期间,岱山地震台、东阳地震台钻孔体应变数据,采用数据滤波和线性回归等方法,分析了这2个台站钻孔体应变对台风的响应特征。结果表明,东阳地震台受台风引起的低气压的影响,钻孔体应变与气压同步变化;而岱山地震台受低气压和降水的共同影响,钻孔体应变与气压在变化的相关性和同步性上均有差异。气压和降水导致钻孔体应变的变化量可以通过负载力学模型进行估算求解。     

音频大地电磁法在和邢铁路天河山隧道超前探测中的应用研究

随着铁路建设的发展,规模较大的隧道数量越来越多,且隧道在施工过程中经常伴随着塌陷、突泥、涌水等地质灾害的发生,因此探明隧道前方隐藏的地质灾害至关重要。当隧道前方及上方地质异常体达到一定规模时,会对隧道产生多方向的较大压力,而在隧道内部开展的常规预报方法只能探测隧道前方地质异常体。本文为了探究和邢铁路天河山隧道周边地质异常体的空间规模及形态,在隧道上方布置3条音频大地电磁测深剖面,对音频大地电磁数据进行精细化处理、分析和反演,最终获得地下700 m深度范围内电阻率结构模型,发现存在东、西2组低阻异常,结合地球物理和地质资料,认为东部的近直立低阻异常可能为破碎带,而西部向西倾斜的低阻异常可能为与区域大断裂相关的构造或破碎带,且异常规模较大。后期隧道的掘进结果证实了反演结果的可靠性,认为采用音频大地电磁测深方法可以有效探测隧道周边一定深度范围内地质异常体的空间规模和形态,可为有效避免隧道施工过程中重大地质灾害的发生提供参考依据。     

用树木年轮重建伊犁南天山北坡西部的降水量序列

根据采自伊犁地区南天山北坡11个采点的树木年轮样本,建立了每个采点的3种年表。通过单相关普查发现,标准化树轮年表序列与当年1~5月的降水显著相关。分析表明该时段降水与树木年轮生长呈正相关具有明确的树木生理学意义。利用新源上限(XNAUt)、昭苏上限(ZUt、ZUt 2)和特克斯下限(TLt)4个标准化树轮年表序列可较好地重建该区域在该时段的降水量。经交叉检验,所得重建方程是稳定可靠的,重建的降水序列是可信的。通过分析发现:伊犁地区南天山北坡300年以来1~5月的降水大致经历了6个偏湿阶段和6个偏干阶段;有2.0~2.8年、24.8年、28.3年、33年、99年的变化准周期;在1909年发生由多向少的突变;1740年、1870年发生由少向多的突变,其中又以1870年前后的突变最为明显。     

气候影响下的荒漠下的荒漠化监测

根据揭示沙漠化扩张内在规律的相关气候驱动因子的假说,气候作用影响之下的沙漠化是在具反射率-降水正、负反馈特点的气候系统之中的区域干旱化过程与干旱土壤退化过程相互作用的结果。在辐射调节下的地表下垫面温度占主导的条件下,气候成因的沙漠化是由区域气候系统反馈所形成。正反馈的外部调节因子是降水量的变化和极端降水事件(特别是旱灾)的出现频率,降水量减少以及降水频率的降低直接影响沙漠化的程度。20世纪下半叶,人类因素导致的干旱土地退化作为另外的正反馈调节因子,其重要性正在增加。通常正反馈的扩大趋势会被通过蒸腾而进行的地表温度调节的负反馈所抑制。由正反馈到负反馈的转换是通过地球表面与大气层之间的热量交换的调节所确定的,其中非潜热因子处于增加状态。上述情况在反射率和地表温度同时增加的条件下发生。在超出绿色植物生物量及其NDVI指数阈值的条件下,负反馈向正反馈的转换就会发生。人为作用导致的植被退化加快了向绿色植物生物量阈值逼近的进程,从而引起气候因素驱动的沙漠化扩大。一个主要由气候因素影响的荒漠化区域,在大多数情况下,其绿色生物量均在季节变化和年际变化中达到了阈值。在中度的人为影响的植被退化条件下,这些地域一般都包括部分干旱与半干旱土地。然而有时,人类活动也会导致干旱的半湿润土地退化。本文运用Turan和Sahel地区1982-2001年NDVI指数的监测结果,分析了全球变暖和人为作用导致的土地退化。     

EC细网格2 m气温产品在山东地区预报性能检验

利用2016年EC细网格模式2 m气温预报产品,分析了模式对山东地区最高气温和最低气温的预报性能,结果表明：(1)模式最高气温预报：年平均误差有两个正值中心,一是泰山山区附近,预报偏高6℃以上,另一个在青岛胶州湾西侧,平均偏高0.5～1.5℃。海岸线以内5～10 km偏低。最低气温方面：36.5°N以北偏高为主,以南偏低为主。(2)两个最高气温正误差中心有一定的季节变化,早春和晚秋时节强度弱于其他时间。鲁西地区正误差带在6—9月份消失,转为弱的负误差区,而4—5月最高。(3)最高气温预报准确率,冬半年优于夏半年;最低气温夏半年好于冬半年。依据模式误差特点,给出了气温主观订正参考值,订正后最高气温和最低气温预报准确率分别提高了4%～34%和2%～16%。(4)转折性天气时,最高气温预报：夏季的最高气温预报和回暖过程预报易偏低,冬季冷空气过程预报易偏高4℃,且降温幅度越大,偏高越明显。