基于ISCAN和CYCLONE的三维街景数据处理方法

如何快速有效地获取高精度、高分辨率的地理空间信息数据已经成为城市智慧化发展的重要问题,本文分析了三维街景地图的发展现状与目前多数街景数据采集手段存在的问题,介绍了利用中海达一体化移动三维激光测量系统采集点云数据的过程,以及结合徕卡CYCLONE软件进行建模的方法,对原始测量的点云数据进行去噪、平滑、拼接配准等处理后得到目标建筑物精准的表面信息,进而构建三维表面模型,将校正过的照片进行纹理映射得到真实的三维模型。实验证明:此方法可快速地获取较为精准的点云数据并且实现对建筑物的快速建模。     

祁连山南麓夏季地形云特征及山谷风影响分析

利用门源、祁连气象站2004—2013年6—8月逐时常规观测资料,分析了地形云的日变化特征,结果表明:两站夏季总、低云量的日变化呈现双峰型特征;层积云和积雨云的日变化呈反相特征。层积云出现频率最高在清晨,积雨云在午后至傍晚出现频率最高;门源站层积云出现频率高于祁连站,而祁连站积雨云出现频率高于门源站。两站山谷风环流特征明显,风速最大值出现在午后,最小值出现在清晨;门源站谷风控制时间长于山风,祁连站山风控制时间长于谷风。两站积雨云出现时间与山谷风风速最大值出现时间之间具有对应关系;有天气系统影响时形成的积雨云,持续时间较长,降水较多;仅由地形风及热力、湍流作用形成的积雨云,持续时间较短,降水较少。层积云的形成有3种类型:第1种由高层云演变而来;第2种由积雨云对流发展受到抑制而形成;第3种由局地山谷风环流形成,云的形成与山谷风环流以及边界层日变化特征相关。     

东亚夏季风活动与不同类型云的相关性研究

利用1998~2007年候平均卫星-台站融合降水资料以及ISCCP (International Satellite Cloud Climatology Project) D1云资料,分别定义了标准降水指数和两类云指数。降水指数大值区的移动能很好的表征东亚夏季风活动,两类云指数能分别反映某个区域深对流云(DC)、高积云(Ac)和积云(Cu)云量的集中变化特征。根据不同地区降水集中时段以及降水量等气候特征,结合中国气候区划(温度带及干湿区)及不同地域的地形特征,把中国大陆受东亚夏季风影响的地区划分为五个子区域。利用ISCCP D1云气候资料和降水资料,在候时间尺度上通过分析降水与不同云类、标准降水指数与两类云指数的相关性研究了东亚夏季风活动与不同类型云的对应关系。研究表明:ISCCP定义的深对流云(DC)、卷层云(Cs)与降水量在五个区显著正相关,表明东亚夏季风活动伴随有大量的对流云及云砧出现;高积云(Ac)、积云(Cu)的总云量与降水量在五个区显著负相关,表明夏季风活动增强时,Ac和Cu云量减少;层云(St)和层积云(Sc)与降水量在南方和北方分别呈显著的负相关和正相关,说明季风活动在南方伴随着对流云的显著增加,在北方则使层状云和对流云均有所增加;高层云(As)、卷云(Ci)和雨层云(Ns)与季风活动没有显著的相关性。     

新探测仪器资料在短时强降水过程中的应用

结合新一代多普勒天气雷达观测,利用德国RPG-HATPRO-G3型14通道并行地基微波辐射计观测的温度和液态水路径数据、THIES公司THIES CLIMA LNM型地面激光雨滴谱仪获取的地面雨强资料,综合分析了2015年8月3日济南短时强降水天气过程逆温层分布特征、液态水路径变化、雨滴谱特征分布及拟合分析。结果表明,由于受强对流降水过程中的潜热增温作用,大气中存在逆温层,且较强;液态水含量存在较强的短时积聚现象,降水前液态水含量路径起伏较大,跃增非常明显,伴随降水强度的减弱,液态水路径起伏减小;整个降水过程中,前期雨滴谱呈现双峰分布,强降水和后期降水为单峰谱,雨滴谱特征符合Gamma分布。     

L波段雷达资料在雾的边界层逆温特征中的应用

本文利用沙坪坝基本气象站2005~2010年逐日08,20时L波段雷达探空资料,对不同类型雾日期间边界层逆温特征进行分析。结果表明:从季节上来看雾日主要发生在秋冬季节,雾日期间不论是08时还是20时均有多层逆温存在,各类型雾日逆温温差均为08时大于20时,而逆温强度表现为20时大于08时,不论是雾日,轻雾日还是浓雾日,08时逆温层厚度都比20时要厚。总的来说,浓雾日的逆温层各要素都体现逆温特征较为明显的特点,逆温温差越大,逆温层厚度越厚,也就更容易形成浓雾,同时08时的各逆温要素均高于20时,08时逆温特征也更为明显,在这时段也就更容易形成雾。      

台州低空逆温层特征分析

利用浙江省洪家气象站L波段雷达逐日探空资料,统计分析了2007—2011年台州接地逆温和悬浮逆温的出现频率、逆温厚度、逆温强度特征,以及与风向风速的关系。结果表明:台州四季均存在低空逆温层,低空逆温出现频率年变化趋势呈单谷型特征,冬春季节逆温出现频率较高。秋冬季节低空逆温厚度增大,春季厚度变薄,夏季最薄;各时次的悬浮逆温厚度大于接地逆温厚度。07:00接地逆温月变化和季节变化强度都弱于19:00接地逆温的;07:00接地逆温,冬季强度最大(1.4℃/100m);19:00接地逆温在秋冬季节强度(2.2和2.0℃/100m)显著大于春夏季节强度(1.3和1.5℃/100m)。两个时次悬浮逆温强度月变化(0.8~1.2℃/100m)和季节变化(0.9~1.1℃/100m)较小,平均底高和顶高的最低值都在7月份,19:00悬浮逆温平均底高、平均顶高普遍大于07:00悬浮逆温观测值。出现接地逆温层时,低空风速一般≤2 m/s,层底风向集中在W到NW之间和静风,天空多为无云或少云;出现悬浮逆温层时,风速小于6 m/s的比例超过50%,层底风向集中在NW到ENE之间和SSW到SW之间,总云量不小于6的比例达70%以上。四季均有霾出现,霾日出现频率年变化趋势与逆温出现频率都是呈单谷型特征。霾污染权重系数季节变化与两个时次的逆温厚度和07:00逆温强度的变化趋势基本一致:冬春季节的大于夏秋季节的;冬春季节霾的污染程度较为严重,污染权重系数分别为49.0和38.1。     

Precipitation responses to radiative processes of water- and ice-clouds: an equilibrium cloud-resolving modeling study

云辐射过程对制约天气与气候很重要。本文通过分析二维云分辨模式敏感性试验模拟平衡态平均资料研究降水对水云及冰云辐射过程的响应。模式给定的垂直速度为零。存在冰云辐射过程时去除水云辐射过程,以及去除冰云辐射过程会加强大气长波辐射冷却和降低空气温度及饱和混合比。饱和混合比的减少导致水汽凝结增加及其相关的潜热释放的增加,从而增加降雨。去除水云辐射过程通过减少长波辐射冷却增加对流层上部局地大气变暖。而增强的变暖通过霰的融化增强而增加降水源与降水。     

南海南部季风的自动气象站观测系统设计

为了更好地认识季风对南海南部海洋环境变化和生态系统变化的影响,在马来西亚的Bachok海洋站设计、安装了一种轻便型、耐腐蚀的海岸带自动气象站系统。该系统自动采集气温、气压、风速和风向、相对湿度、降水、太阳短波辐射和长波辐射共7个气象要素,将数据存入CF卡并通过串口主动上传至上位机,通过服务程序实时显示气象数据并上传气象数据至云服务器供用户下载。本系统利用实验室校准和最小二乘法的修正来保证数据质量,近一年的连续测试表明该系统的性能稳定,在2016-05纳入到全球气象观测区域站中。     

京北云蒙山地区四合堂韧性逆冲型剪切带的变形特征及早期变形时限约束

云蒙山杂岩是华北克拉通内记载了晚中生代构造演化的重要构造单元之一。云蒙山地区区域构造格架主要由四合堂背斜推覆体、四合堂逆冲型韧性剪切带、云蒙山背形、河防口正断层及水峪伸展型韧性剪切带等组成。对于四合堂逆冲型剪切带的活动时限及其与水峪剪切带之间的关系,是长期争论的课题之一。在四合堂韧性剪切带中广泛发育有剪切演化各个阶段就位的花岗质岩脉。本文研究云蒙山四合堂地区剪切变形特征及广泛发育的岩脉与构造变形之间关系,将岩脉厘定为构造期前(剪切前)岩脉、同构造期(同剪切)岩脉和构造期后(剪切后)岩脉等6期。不同类型的同构造岩脉锆石U-Pb定年获得了岩脉结晶年龄为170~150Ma。从构造-岩浆关系分析角度考虑,本文认为四合堂剪切带韧性逆冲作用早期的活动始于约170Ma,并持续到约150Ma。     

GRAPES-Meso模式浅对流云辐射效应的改进试验

在万子为等（2015）对GRAPES-Meso模式浅对流参数化改进的基础上,进一步引入了浅对流云量诊断计算,并设计旨在完善浅对流云辐射效应的浅云云量和云中水凝物的补偿方案,以改进模式低层云量偏少和浅对流云辐射效应不足的问题。通过对数值试验结果的诊断和对比分析以及与观测的比较,重点考察了浅对流云量计算与浅对流激发的协调性、浅对流云对低云补偿后所产生的辐射效应以及对模式地面要素预报的影响等,验证了改进方案的合理性与有效性。结果表明:（1）浅对流云量诊断计算合理,其云覆盖区与浅对流激发区相吻合,引入浅对流云量的计算可减小模式云量的计算偏差、使其向观测结果靠近;（2）改进方案在浅对流发生区低层0.5-4 km高度范围内,对影响模式云辐射过程的浅云云量和云中水凝物形成有效补偿,最明显的浅云补偿在1-1.5 km高度处,浅对流活跃时期浅对流过程对浅云水凝物（云水和雨水之和）的补偿量可达20%-55%;（3）云光学厚度对浅云水凝物的补偿响应合理,即水凝物的补偿引起云光学厚度增大,两者的变化特征在时空分布上十分相似,且云光学厚度之变化受云水补偿的影响比受雨水补偿的影响更明显;（4）在白天时段,浅云补偿所产生的辐射效应使模式地表太阳总辐射有所下降,缩小了与观测的偏差,进而使地表温度和地面2 m气温模拟偏差减小。改进方案在缓解模式云量偏少、地表太阳总辐射偏强和地面2 m气温偏高等方面的作用,在批量试验中得到了验证。