安徽两次中等地震发震断层参数测定

根据地震波传播过程中的多普勒效应。利用拐角频率的方向变化,用最小二乘法反演了2005年寿县ML4．1级、2006定远ML4.7级地震的发震断层参数。结果表明,反演得到的中等地震的发震断层参数与震中附近实际断层的参数基本一致,破裂速度均小于S波的速度,且破裂长度为0．2-0．3km。     

逆风区的回波演变与强对流天气的结构分析

为研究逆风区回波结构的演变与中尺度强对流天气发生发展的关系,分析了2005年4月30日和6月22日在江西省境内有逆风区现象的强对流天气的多普勒雷达回波特征,对逆风区的回波强度与速度的演变进行对比分析后认为：逆风区不仅是暴雨判据,也是强对流天气的判据。逆风区的伸展高度一般较高,有逆风区的存在基本上都伴有剧烈的天气过程,只要逆风区的结构一直存在,强回波的反射率因子就不会减弱。本文提出了一种逆风区的三维结构模型,逆风区回波反映了强对流的生消结构,逆风区实为前方辐合上升、后方下沉的涡管结构,它是认识强对流天气系统三维结构的重要信息。     

InSAR相位解缠算法比较及误差分析

大跨度桥梁,其变形受风力、温度、车辆等因素的影响,其变化往往达到数十厘米或者更高。这使得利用雷达干涉技术监测其变形存在相位模糊度的问题。子带干涉技术可将距离向宽带频谱分解成两个甚至多个频带,然后进行干涉处理。该技术可以使雷达波长放大10~100倍,从而为m级的变形监测成为可能。详细介绍了子带干涉技术原理和处理方法,通过分别对风力和温度影响下的青马大桥子带干涉结果进行分析,验证子带干涉技术无需进行相位解缠处理在监测大型人工建筑物形变方面的可靠性和优势。     

极区电离层对流速度的浅层神经网络建模与分析

电离层对流是太阳风与地球磁场相互作用下驱动的磁层大尺度对流循环与对流电场在极区电离层的映射, 与行星际磁场-地球磁场耦合系统息息相关.本文基于SuperDARN(Super Dual Aurora Radar Network)分布在北半球的23部高频相干散射雷达获取到的二维电离层对流速度对其进行建模研究.模型输入为行星际磁场三分量、太阳风速度、太阳风密度和地磁指数六个空间物理参数, 模型输出为二维对流速度.模型选择两种广泛应用于空间物理建模的浅层神经网络即广义回归神经网络(General Regression Neural Network, GRNN)和误差反向传播(Back Propagation, BP)神经网络.实验结果显示, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为174.96 m·s^-1和234.21 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别达到62.30°和88.07°, 相比于对流速度最大值2000 m·s^-1和360°的方向角范围来说, 其误差是可以接受的.外推性实验结果显示, 在第24个太阳周期时, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为305.35 m·s^-1和738.15 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别为82.01°和90.56°.实验结果表明, GRNN在时间外推性上的效果优于BP神经网络, 更适用于预测对流速度.我们发现在四种典型空间环境条件下, 利用GRNN模型预测的瞬时对流速度来构建的全域对流模式与现有统计模型构建的对流模式相似, 从而验证预测的对流速度可以用于分析瞬时极区电离层对流.

     

基于SAR多普勒质心频移的海面流场迭代反演算法

为了克服SAR多普勒质心频移法反演海面流场时风场贡献去除困难的难题,本文提出了基于M4S模型的弦截下山法,利用其迭代计算局部区域的海面流场;然后估算整幅SAR图像中风场对多普勒速度的风贡献因子$\gamma $;最后去除风场对多普勒速度的贡献。将该算法用于Radarsat-2数据反演海面径向流速,并利用匹配的实测数据验证反演精度。研究结果表明,本文提出的弦截下山法具有良好的收敛性和较高的收敛速度,而且对本文中使用的两景SAR数据,反演的海面径向流速偏差分别为0.04 m/s和0.15 m/s。     

短时傅里叶变换在GPR数据解释中的应用

小波变换、经验模态分解、奇异值分解是提高探地雷达数据信噪比、突出深部异常的有效手段.笔者提出一种快速的短时傅里叶变换技术,对探地雷达噪声信号进行解译,利用雷达发射信号与噪声信号的频谱差异提高雷达数据的信噪比;并以数值算例进行验证,分别从单道波信号的频率能量差异,主频等值分布差异等方面详细分析了该方法与小波变换、经验模态分解方法的优势.结果表明,短时傅里叶分析技术能实现探地雷达数据的快速解译,为探地雷数据的反演成像提供更精确的约束条件.     

基于多种方法联合反演的河床岩性结构特征研究

河床结构探测是研究河水-地下水转化过程的关键,复杂河床结构探测过程中,单一物探方法通常精度不高。本文采用多普勒声学流速仪、地质雷达法、高密度电阻率法相结合,在淮北平原典型工作区进行河床形态和沉积物分布特征探测,构建了完整的联合反演河床岩性结构特征的技术体系,取得了较好的识别效果。结果表明:新汴河节制闸上游呈"蝶形",河床结构均匀,底泥厚度变化范围小;下游河床形态受分水坝影响起伏较大,河床形态不平整,底泥厚度为0.8~1 m;涡河处河道形态呈半椭圆形,且底泥两岸薄中间厚。韩村剖面受抽砂干扰严重,河床出现中间高两侧低的情况,底泥分布不均匀;两河口断面下存在弱透水层(粉质黏土),下方为承压含水层,其潜水含水层分布不均匀。实践证明,多种技术联合反演在河床形态探测上能够相互印证,提高成果解译的可靠性和准确性,为河水-地下水转化研究提供支撑。     

影响登陆台风降水量的主要因素分析

利用常规观测和自动站加密资料、卫星云图、雷达及NCEP再分析资料,诊断分析1521号台风“杜鹃”登陆福建减弱过程中造成宁波异常强降水原因,结果表明：本次宁波强降雨是由“杜鹃”减弱后的外围云系在加强西进的副高边缘通过对流发展引发的,伴有强雷电,具有低质心降水特点;中低层大范围、长时间持续的水汽能量输送给本次强降水提供了必要的水汽条件,水汽通量散度出现负值、极小值、变大与强降水的开始、增幅、结束有提前12 h的预示期;能量场的梯度大小和位置对台风暴雨的预报有较好的指示作用,强降水发生在能量场梯度大值区出现12 h之后;本次大暴雨过程发生在对流不稳定条件下,并伴有和暖湿气流相联系的湿位涡水平分量的发展,触发了垂直涡度的增长;中尺度辐合线的位置和强度对未来1 h降水预报有非常好的指示作用。

     

海南岛4—9月短时强降水的天气型和环境参数特征

利用海南岛加密自动站逐小时降水资料、ERA5再分析资料,对海南岛短时强降水日环流配置进行了天气学分型,并进一步探讨了各天气型下海南岛短时强降水的时空分布、环流形势和关键环境参数特征。结果表明：(1)海南岛短时强降水有明显的日变化特征,呈单峰型,主要出现在15:00—19:00。(2)海南岛短时强降水的天气型主要有南海低压槽、华南沿海槽、西南低压槽和冷锋型。(3)南海低压槽、华南沿海槽、西南低压槽和冷锋型短时强降水分别占37%,31%,16%和16%。南海低压槽和华南沿海槽型主要出现在7、8和9月;西南低压槽型除9月外,其余各月份均可能出现;冷锋型绝大多数出现在4、5月。(4)南海低压槽和华南沿海槽型整层湿度条件都较好,不稳定能量较大,垂直风切变较弱。西南低压槽型不稳定能量较大,湿度条件一般,垂直风切变较弱。冷锋型存在明显的上干下湿特征,垂直风切变最大,0～6 km风速差75%分位大于10 m/s,不稳定能量最小。     

上海青浦CINRAD/SAD雷达和南汇WSR-88D雷达数据对比分析

上海青浦CINRAD/SAD雷达和南汇WSR 88D雷达型号不同,并且采用不同的双偏振技术升级方案,实际业务运行中2部雷达存在一定的数据偏差。为了对雷达的探测性能进行定量评估,在共同探测区域遴选2022年7—9月及2023年6月共30个过程3933个时次数据,以稳定性降水与对流性降水分类并按强度分级进行对比,评估了反射率因子ZH,差分反射率ZDR,相关系数CC和差分传播相移ΦDP的水平分布特征及随方位变化趋势,雷达灵敏度随仰角变化趋势以及ZH和ZDR偏差的定量统计。结果表明：2部雷达ZH的观测结果接近,青浦CINRAD/SAD雷达的ZH,CC和ΦDP受地物及避雷针影响较大,随方位变化不稳定,青浦CINRAD/SAD雷达在低层的非气象回波滤除效果较南汇WSR 88D雷达差。2部雷达ZH和ZDR的偏差在ZH大于40 dBz的区域较大,ZH平均偏差为0.9 dB,ZDR为-0.14 dB。本文基于台风、冰雹、短时强降水和梅雨降水数据,定量化评估了上海2部S波段双偏振天气雷达数据之间的差异,为后续算法改进以及数据订正提供参考。