沾益气温和降水的多尺度演变特征

利用1951～2005年沾益气温和降水观测资料,采用DB16正交小波分析了年平均气温和冬春季气温、年平均降水量和雨季、旱季降水量的多时间尺度演变特征。结果表明:年平均气温和冬季气温均具有年际和年代际变化特征,春季气温的年际变化是最显著的,年平均气温的年代际变化、气候基本态的变化相对较强。在气候基本态的变化尺度上,年平均气温和冬季气温都在20世纪70年代发生了变异,春季气温则是在20世纪90年代才发生了变异;在年代际变化尺度上,年平均气温变率相对较弱,冬春季气温变率相对较强。年平均降水量、雨季和旱季降水量都具有年际和年代际变化特征,其中7年以下的年际变化最为显著,其中年平均降水量年际变化、旱季降水量年代际变化以及雨季降水量气候基本态的变化相对较强。年平均降水量和雨季降水量在20世纪80年代以前是相对多雨时段,以后是相对少雨时段。此外,20世纪60年代中期以前年平均降水量和雨季降水量均是逐渐增加的,而20世纪60年代中期以后则在减少。旱季降水量则明显不同,20世纪70年代以前是相对少雨时段,以后是相对多雨时段,近55年来旱季降水量是逐渐增加的。     

基于气象台站的澜沧江上游极端气温与极端降水变化特性研究

基于流域内的3个气象站点1960-2020年逐日最高气温、最低气温和降水量等基础资料,采用线性倾向回归分析法、Mann-Kendall突变检验法和小波分析等方法进行研究,分析和揭示了澜沧江上游流域在时间尺度上的变化。研究结果表明：(1)在1960-2020年,澜沧江上游流域的极端气温暖昼日数(TX90P)和暖夜日数(TN90P)呈显著上升趋势,速率分别为1.6d/10a和2.7d/10a;冷昼日数(TX10P)和冷夜日数(TN10P)呈显著下降趋势,速率分别为1.2d/10a和2.7d/10a,而极端降水变化只有持续湿润指数(CWD)的变化趋势不显著,其余三个降水指标降水总量(PRCPTOT)、1日最大降水量(RX1day)、5日最大降水量(RX5day)都呈显著上升趋势,速率分别为18.8mm/10a、0.5mm/10a和0.8mm/10a。(2)澜沧江上游流域极端气温指数冷昼日数(TX10P)在1992年出现突变点,冷夜日数(TN10P)在1978-1993年间出先了连续突变现象,极端气温指数降水总量(PRCPTOT)在2000年以后发生突变,这也说明了在时间尺度上的变化明显。(3)在1960-2020年,澜沧江上游流域的极端气温和极端降水周期特征变化显著,均存在多时间尺度的特征,第一主周期主要在10-15a、15-20a和25-30a三个时间尺度范围内。     

1981-2020年安顺市大雾天气的气候特征分析

利用1981-2020年安顺市6个国家气象站的逐日能见度资料和同期地面逐小时降水资料,运用统计分析、Morlet小波分析、Mann-Kendall非参数统计检验以及Pettitt突变检验,对安顺市大雾天气的气候特征进行分析,结果表明：1981-2020年安顺市总共出现大雾1111d,年平均大雾日数为27.8d;大雾日数的季节变化呈冬季＞春季(秋季)＞夏季,其中冬季大雾出现的频率占全年的44%;大雾主要出现在1月,其出现的频率占全年的18%,其次是2月和12月。近40年安顺市出现大雾最多的站点是西秀区,其次是关岭县;夏季大雾的高发区是紫云县,西秀区是大雾的低发区,春、秋、冬三季,大雾的高发区是关岭县和西秀区。安顺市大雾日数存在明显的准5a、准12a和准20a的周期震荡,其中准20a为第一主周期,具有明显的稳定性和全域性。1981-1996年期间安顺市的大雾日数总体呈减少趋势,且1986-1990年期间减少趋势显著;1996年以后安顺市大雾日数总体呈增加趋势,且2004年以后增加趋势显著;安顺市大雾日数在2003年发生突变,且突变特征显著,突变后的大雾日数较突变前增加了157%。     

1971—2020年江西暴雨预警信号等级时空分布特征

利用1971—2020年江西省83站国家气象观测站逐时降水资料,采用EOF分析、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验、Morlet小波变换等方法,对江西暴雨预警信号等级的时空分布特征进行了分析。结果表明：1)江西暴雨蓝色、黄色和橙色预警信号年平均发布频次均呈“东北多、西南少”的地域分布,暴雨红色预警主要在鄱阳湖南侧存在多发区;上饶市和景德镇市是暴雨蓝色和黄色预警信号发布频次异常的敏感区,且在江西北部与中部表现出较明显的反位相变化特征。2)暴雨蓝色预警信号发布时间表现为单峰型,主要出现在13—16时,其他三种级别暴雨预警信号发布时间均表现为双峰型,主要有上午和傍晚两个易发时段。3)暴雨红色预警信号发布主要在6—8月,其他等级暴雨预警主要在5—8月,各等级暴雨预警信号均在6月发布最多。4)各等级暴雨预警信号发布频次均存在6—8 a的年际周期振荡,目前江西暴雨蓝色和黄色预警信号发布频次进入偏少期,而暴雨橙色和红色预警信号发布进入偏多期。5)暴雨红色预警信号发布频次呈0.70次/(10 a)的线性增加趋势,且在1992年发生明显由偏少转为偏多的突变,大部地区暴雨红色预警信号发布时降水极...     

UTM投影和Gauss-Krüger投影及其变换实现

Gauss-Krüger投影是椭圆柱横正轴切地球椭球体正形投影,UTM投影为椭圆柱横正轴割地球椭球体投影,前者投影后中央经线长度不变,后者从中央经线圆作为起始投影,比例因子k为0.999 6倍,向周边随着距离增大,投影后的长度、面积等逐渐增大。UTM投影在距离中央经线179.776km(WGS 84椭球体),即经度差1.620 6°处,即为两条标准割线圆的位置,该割线圆在UTM投影图上保持长度无变。从标准割线圆向外,长度以及面积畸变逐渐变大,向南北两极收敛角也逐渐增大。为保证投影精度在一定范围内,UTM投影只适用于80°S和84°N的纬度范围内。本文还探讨了使用MapInfo简单快捷地实现大地坐标和UTM投影以及Gauss-Krüger投影坐标之间的大批量数据的相互转换方法。     

基于有限差分的2.5维直流电阻率法的改进

在高精度正演计算中,应用有限差分法进行计算时,受傅里叶系数和边界条件的影响较大,导致计算精度不够高,所以对其进行两点改进,以提高其计算精度。在采用有限差分的基础上对傅里叶变换进一步优化,并对边界条件进行改进和校正使其正演结果更加准确。通过对地表电压进行算法验证,认为改进后的结果更接近理论值。并以温纳装置为模型基础,分别建立高低阻模型进行正演对比,通过结果对比可以看出,改进后的计算值精度更好,正演结果受边界影响更小,异常区域更加突出。     

非负矩阵分解和Curvelet在遥感图像融合中的应用

非负矩阵分解是一种提取图像原始信息局部特征的新方法,第二代Curvelet变换是一种效果较好的多尺度变换分析方法。结合两者特征提出一种基于NMF和Curvelet的遥感图像的融合方法,首先对已配准的多光谱图像和全色图像进行Curevelet分解,得到各层系数（Coarse、Detail和Fine尺度层）。然后对Coarse尺度层（低频系数）进行NMF分解,提取出包含特征基的低频系数;对Detail和Fine尺度层（高频系数）采用方差为测度参数进行邻域融合。最后进行Curevelet逆变换得到融合图像。实验结果表明,该方法的融合图像能较好地保留光谱信息,并在空间细节信息上得到改善,优于小波方法、Curvelet等方法。     

100hPa高压环流和东风气流的季节、年际和年代际变化

利用NCEP／NCAR再分析资料，分析了中低纬地区100hPa高压环流和东风气流的季节、年际和年代际变化，并与南亚高压的相应变化进行对比分析。结果表明，100hPa高压环流中心有明显的季节分布特征，其中心经度的主频区与100hPa南亚高压中心经度的主频区位置较为一致。南亚高压和东风气流的部分特征参数有明显的年际和年代际变化。南亚高压参数有明显的10年和大于20年的振荡周期。东风气流的面积有2～5年的振荡周期，其强度则有4年和15年的振荡周期。     

希尔伯特-黄变换技术及在边界层湍流研究中的应用

大气边界层中的湍流运动可以视为由许多不同时空尺度的湍涡叠加形成的,谱分析方法可以将这些不同尺度的涡旋分离开来。在介绍希尔伯特-黄变换（HHT）的基础上,选取2011年4月16日00—01时（北京时）、05—06时、12—13时不同时段的大气湍流观测数据,采用希尔伯特-黄变换技术分析了内蒙古科尔沁沙地地区的谱分布特征,得到的各内在模函数对应的中心瞬时频率可以表现出不同尺度上的湍流波动,其中,包含周期为3—5和10—13 min的阵风和重力内波,并在希尔伯特边际谱中体现。三维希尔伯特谱分布表明湍流能量多集中在频率小于0.5 Hz的低频段;大气湍流脉动较强的时段,其内在模函数和希尔伯特谱也对应着较大的能量。对比传统的快速傅里叶变换（FFT）方法,希尔伯特-黄变换可以更清晰地表现出湍流的频谱分布。