祁连山空中云水资源开发潜力研究新进展

祁连山及河西走廊地区是我国气候变化敏感区和生态脆弱区。本文通过对2005a以来祁连山云水资源相关最新研究成果的总结,旨在揭示气候变暖对祁连山云水资源影响包括气候变化、水汽时空变化、地形云特征的基础上,分析评估了祁连山云水资源开发潜力及效益。实验研究表明,在祁连山区开展人工增雨(雪)作业,每年可增加降水量3.7×10_⁸～７.4×10_⁸m_³。近10年来,甘肃春季飞机人工增雨作业年均增加降水量为13.5×10_⁸m_³,平均投入产出比为1:30。     

曙光4000A上三维叠前深度偏移并行计算的应用设计

波动方程叠前深度偏移在地震勘探成像处理方面起着不可替代的作用。随着高性能大规模并行计算机技术的发展,波动方程叠前深度偏移计算在地震勘探中的应用有了很大进步。在波动方程叠前深度偏移处理中,庞大的数据规模与海量计算对计算性能提出了很高的要求。曙光4000A超级计算机系统是我国目前峰值速度最快的商用超级计算机系统,无论是硬件平台建设还是应用软件的配置方面,都具有良好的应用性能。基于该系统设计的三维波动方程叠前深度偏移(炮域)PSDM软件,采用动态负载平衡并行计算模式,具有较高的计算效率,高度的可扩展性和可靠性。     

晴空与有云大气辐射分布的数值模拟及其对全天空图像云识别的应用

全天空图像自动云识别的研究相对来说是一项较新的研究领域。当前国际上较为通用的全天空图像云识别方法主要依靠图像蓝红灰度值对比的阈值方法进行判断。然而非洁净大气中气溶胶的增多给云识别增加了难度,同时太阳高度角不同天空色度分布情况也不同。文中利用Libradtran辐射传输模式,计算了不同能见度不同太阳高度角情况下3个典型波长(450,550,650nm;蓝/绿/红)无云及有云大气的天空辐亮度分布情况,并进行了比较分析。结果表明,相同太阳高度角情况下,无云及有云大气中蓝红比值随能见度的下降呈单调下降趋势。在特定的云光学厚度和能见度情况下,天空色度彼此呈现出类似的分布状况。全天空图像阈值判断云识别自适应算法的建立需要与太阳高度角、地面能见度联系起来。当前尚无法建立一个判断阈值随太阳高度角以及能见度变化的函数关系式。较为可行的办法是建立典型能见度、典型太阳高度角情况下的辐射信息库,在具体云识别时,首先确定太阳高度角,而后根据天空辐射比情况确定天空能见度,并利用辐射信息标准库做云或非云判别。该工作为全天空云识别算法提供判别依据,同时建立云识别随能见度和太阳高度角变化的判别信息库。     

一次过冷层状云催化云迹微物理特征的卫星遥感分析

利用卫星反演技术,通过卫星观测到的一次人工增雨催化作业后形成的云迹线个例,分析了云迹线与其周围云的光谱特征、亮温、亮温差、云顶粒子有效半径等云微物理特征,比较了它们之间的差异,揭示了这次过冷层状云催化的微物理效应。云迹实际上是持续时间超过80 min、宽和深分别约为14 km和1.5 km的云谷。云迹周围的云顶粒子有效半径为10—15μm,而云沟内的粒子在15—24μm变化。周围云体由过冷滴组成,中间可能夹杂了一些低浓度的冰粒子,云沟内云的主要成分是冰。和周围未被催化的云相比,0.6μm通道的光谱反射率,在云沟处有明显的增加,而3.7μm通道反射率在云沟内是降低的,尽管其绝对变化幅度不大,但其相对变化幅度较大。随着播云时间的增加,云沟深度、宽度逐渐增加,云沟内和周围云体的温差逐渐增加,对通道4和5而言,在最早催化部位,最大分别达到4.2℃和3.9℃,4和5通道之间云沟内的亮温差也是随冰晶化时间的增加而增加,最大为1.4℃,而云沟周围云为0.2—0.4℃。云沟的形成、云沟内云顶温度的增加和4,5通道之间亮温差的增加,都足以说明被播云体变薄,其原因是由于云顶降水使得云内的水流失,云顶下降。云顶冰晶化、冰粒子增长成降水造成云顶下沉,是云沟形成的主要原因。对于本次播云作业,晶化作用在播云22 min后逐渐显现。在播云后38—63 min,有新的水云在云沟的中间部位生成,可能是由于冻结潜热释放引起的上升运动所致。而新生水云在形成较早的云迹中没有出现,这些较早形成的云迹在80多分钟的整个观测期间持续扩散。最终,在周围云从外向云沟内的扩散过程中,云沟开始消散。     

遥感图像中云层遮挡影响消除方法研究述评

 综合评述了目前用于消除遥感图像云层遮挡影响方法的原理、应用现状及处理过程中存在的问题，并在同一实验区比较了同态滤波和Kriging插值等方法的处理效果，结果表明，Kriging插值处理具有一定的优越性。     

Cloud condensation nuclei measurements at Mace Head, Ireland, over the period 1994–2002

Analyses of cloud condensation nuclei (CCN) number concentrations (cm^− 3) measured at the Mace Head Atmospheric Research Station, near Carna, County Galway, Ireland, using a DH Associates Model M1 static thermal diffusion cloud chamber over the period from March 1994 to September 2002 are presented in this work. Air masses are defined as being ‘marine’ if they originate from a wind direction of 180–300° and ‘continental’ air masses are defined as originating from a wind direction of 45–135°. Air masses without such filtering were classified as ‘undefined’ air masses. Air masses were found to be dominated by marine sector air, re-affirming Mace Head as a baseline atmospheric research station. CCN levels for specific air masses at Mace Head were found to be comparable with earlier studies both at Mace Head and elsewhere. Monthly averaged clean marine (wind direction of 180–300° and black carbon absorption coefficient < 1.425 Mm^− 1) CCN and marine CCN varied between 15–247 cm^− 3 and 54–670 cm^− 3, respectively. As expected, significant increases in number concentration were found in continentally sourced CCN over that of marine CCN and were found to follow a log-normal distribution significantly tighter than that of clean marine air masses. No significant trend was found for CCN over the 9-year period. While polluted continental air masses showed a slight increase in CCN concentrations over the winter months, most likely due to increased fuel usage and a lower mixed boundary layer, the dominance of marine sector air arriving at Mace Head, which generally consists of background CCN concentrations, reduced seasonal differences for polluted air. Marine air showed a distinct seasonal pattern, with elevated values occurring over the spring and summer seasons. This is thought to be due to enhanced biogenic aerosol production as a result of phytoplankton bloom activity in the North Atlantic.     

中国西北地区云的分布及其变化趋势

利用1983年7月—2001年9月ISCCP D2云的月平均资料,针对西北地区15种不同类型云的分布特征进行了分析,给出了中、低云量之和以及高云量在3个气候子区的多年变化趋势,初步探讨了其形成机制。结果表明:水层云、冰层云、水雨层云、冰雨层云和深对流云的光学厚度和云水路径值最大;水层云主要出现在天山山区、北疆地区和陕西南部,冰层云主要出现在北疆地区,水雨层云、冰雨层云和深对流云以及水高层云、冰高层云、卷层云的云量高值区在天山—昆仑山—祁连山一带以及陕南和/或陇南地区,因此上述地区也是有利于人工增水作业的地区。近20年中,高云量在3个气候区都呈明显下降趋势,中、低云量之和则呈上升趋势。西北地区云与地气系统之间可能存在这样一个过程:地面气温的升高,促使地面蒸发加剧,从而导致中、低云量增多而使降水增多,同时高云云量减少。     

基于分布式计算模式的GIS的设计与实现

介绍了分布式GIS和分布式计算模式的概念,探讨了基于分布式计算模式的地理信息系统的体系结构、运作机制、关键技术和实现方法,最后对未来的分布式地理信息系统发展进行了展望。     

北京市泥石流灾害临界雨量研究

降雨是泥石流灾害的主要诱发因素。文章根据北京市历史上泥石流灾害发生时的前期雨量与当日激发雨量,建立了临界雨量判别模型。通过对北京地区泥石流灾害与降雨频率的分析,计算了不同时段的临界雨量;经验证明,计算结果是可信的。基于灾害与降雨频率分析来确定北京地区泥石流发生的临界雨量是一种新的尝试。该方法可用于计算不同泥石流沟道发生泥石流的临界雨量。     

A discussion on models of thermals

For a thermal starting from rest, the scales of motion consistent with the initial conditions are given. An alternative time scale based on the motion of the thermal is derived. The anticipated similarity solutions for thermals are summarised and possible qualitative differences between solutions are given. Within this consistent framework previously published laboratory and numerical models of thermals are discussed. Reasons why numerical models have not rigorously demonstrated the existence of a self-similarity solution are considered. Comparisons of all available results show that a single similarity solution valid for all thermals does not exist.