大数据背景下地质云的构建与应用

地质学属于数据密集型科学,并与地球科学面临的问题息息相关。已经收集的和将要收集的大量数字国土相关数据,由于科学研究的需要,正在不断加以检验和扩充。大数据时代背景下,中国国土资源数字化、信息化的战略行动具有深远意义,大数据的相关技术应用为实现地质工作的现代化和信息化提供了有效的支撑。重点介绍大数据背景下的“地质云”构建理念与方法,以及大数据在地学领域的应用。大数据为非结构化、半结构化的地质数据带来了新的处理方法与理念。地质云的构建旨在探索以需求带动的地质核心数据的应用,挖掘非结构化数据的新数据信息,以支撑国土资源管理决策。     

A new MODIS daffy cloud free snow cover mapping algorithm on the Tibetan Plateau

Because of similar reflective characteristics of snow and cloud, the weather status seriously affects snow monitoring using optical remote sensing data. Cloud amount analysis during 2010 to 2011 snow seasons shows that cloud cover is the major limitation for snow cover monitoring using MOD10A1 and MYD10A1. By use of MODIS daily snow cover products and AMSR-E snow wa- ter equivalent products （SWE）, several cloud elimination methods were integrated to produce a new daily cloud flee snow cover product, and information of snow depth from 85 climate stations in Tibetan Plateau area （TP） were used to validate the accuracy of the new composite snow cover product. The results indicate that snow classification accuracy of the new daily snow cover product reaches 91.7% when snow depth is over 3 cm. This suggests that the new daily snow cover mapping algorithm is suitable for monitoring snow cover dynamic changes in TP.     

北半球环流季节演变机制

提出了北半球大气环流季节变化的一种反馈机制：外界（太阳、海洋、陆地等）的热力强迫加热大气,形成波状低云;而波状低云又使高中纬大气冷却,进而影响高纬冷气团冬夏变化。根据波状低云影响高纬冷气团变化这一负反馈过程,对1958－1993年进行夏季旱涝预报试验,结果每年中国东部的主雨带基本可正确预测出来。     

气象卫星云图的多分辨小波分解及人工神经网络降水估计研究

采用多分辨小波分析对卫星图象进行预处理 ,在保留其特征信息的同时 ,减小了数据量 ,改善了神经网络训练过程的收敛性能 ,提高了处理速度。采用这一方法根据 GOES- 8的红外亮温图象和气象雷达资料对巴西圣保罗州中部的降水量估计进行了试验 ,取得了良好的效果。     

一个缓慢移动的中尺度对流复合体内层状降水区的微结构分析

本文对一个中纬中尺度对流复合体层状降水区的微物理结构,结合雷达、卫星和其他飞机观测资料进行了分析.结果表明,MCC层状区内某些部位盛行冰晶聚合体,它们分布在相当厚的过冷气层内(0.5—-14℃或更冷).冰晶聚并过程足层状区内降水质点增长的主要机制.它起源于较高较冷的气层,在冰晶聚合体下降途中聚并效率渐趋增强,在0℃层附近形成一大的冰晶聚合带. 层状区中云滴液态含水量一般低于0.3g·m~(-3).0℃层以下降水质点数浓度较低,平均为0.8L~(-1)(2D-P资料)和2.3L~(-1)(2D-C资料),相应的平均体积中值直径分别为1.0和0.6mm.在0—-10c气层内,冰质点平均数浓度为27L~(-1)(2D-P资料)和133L~(-1)(2D-C),远人于0℃层以下的雨滴数浓度,相应的平均体积中值直径为0.8和0.4mm.冰质点数浓度随高度向上增加,在飞机垂直探测的顶部(6600m高度)观测到最大数浓度52L~(-1)(2D-P资料)和289L~(-1)(2D-C资料).冰质点大小则相反,是随高度下降而增大的.在0℃层附近冰晶聚合体较大较多,冰质点中15％以上是聚合体,2D-P探头观测的冰质点平均体积中值直径达1.8mm. 滴谱分析表明,负指数律分布能较好地拟合所有观测的降水质点大小谱分布.对水滴,斜率参数λ平均为17(±3.6)cm~(-1),相对变差不超过20％,在云模式研究中可以近似地假定λ是常数.然而,对冰质点样本,λ值可相差3倍以上,小能当作常数处理.至于截距参数N_0,不论是水滴还是冰晶样本,都是变量,其值可有2—3个数量级之差.但是,N_0与λ之间数值上相关很好,据此可以将降水质点谱简化为单参数分布.     

ETM+卫星影像极地云层检测及分析

云一直是遥感图像预处理和分析中的一大难点,本文在分析南极地区成像特点的基础上,试图利用增强型主题成像传感器(ETM+)获取影像的多波段特点,对南极格罗夫山地区ETM+卫星影像进行云的检测。结果表明,该方法不仅能比较成功地检测极地云层像元,而且能有效地去除部分厚云的影响。     

定西防雹增雨试验区对流云活动特征分析

用雷达气候学方法，对定西防雹增雨试验区５—９月对流云的地域、日际、强度和传播等特征进行统计分析，得出一些有意义的结论。     

二维滞弹性非静力平衡云模式第二部分──中低空风切变对云微物理过程的影响

本文运用已建立的二维时变云模式［1］，就中低空风垂直切变对对流和云微物理过程的影响进行了模拟研究。为此设计了五种方案进行了对比试验。结果表明：中低空风切变较小时，容易爆发对流；中低空切变不超过某一值时，对流发展缓慢，但最终会爆发强对流；一旦中低空风切变超过某一值时，则对流发展不起来。另一方面，中低空风切变可加强各云微物理过程及地面降水量。     

九江地区一次强对流暴雨天气过程分析

从天气形势出发,结合物理量场、卫星云图和雷达回波等演变特征,分析洞庭湖附近生成的两个气旋波东移过程中在九江地区引起的强对流、暴雨天气。