基于秒级探空资料的中国地区浮力频率分布

浮力频率用来描述大气层结稳定性,反映大气扰动强弱。利用2014年6月-2017年5月中国地区高垂直分辨率的秒级探空资料,分析了中国地区浮力频率的时空分布特征。结果表明:中国地区大气浮力频率总体随高度的增加而增大,低平流层值大于对流层值;对流层和低平流层中浮力频率随高度变化均较小可视为常数,过渡层浮力频率随高度变化较大,对流层中浮力频率受地形影响较平流层大。对流层中北方地区5 km高度以下的浮力频率随时间呈现出较弱的周期变化,周期为1年,峰值出现在冬季,南方地区随时间无明显变化;在过渡层中南北地区的浮力频率随时间均呈现出1年的周期变化,峰值出现在冬季,谷值出现在夏季;在低平流层中南北地区浮力频率随时间均无明显变化。浮力频率的大小变化对重力波参数有较大影响,秒级探空资料计算的的浮力频率和风速切变更精细,较常规探空资料更准确地反映大气稳定度的变化。     

VIIRS/DNB夜间灯光月度产品插补方法对比——以北京为例

新一代VIIRS/DNB(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Day/Night Band)夜间灯光数据因其具备更精细的时空分辨率、数据不存在饱和现象、不同年份数据可比性强等优点而迅速代替DMSP/OLS(Defense Meteorological Satellite Program's Operational Linescan System)夜间灯光数据成为新的研究热点。但由于杂散光的污染,VIIRS/DNB夏季数据数值缺失严重,致使数据在空间和时间上不连续,因此,插补缺失数据成为后续应用的前提。鉴于此,论文从插补结果异常值、与参照值对比、计算性能三个方面,系统比较了三次样条插值(样条)、三次Hermite插值(Hermite)、灰色预测模型(GM)、三次指数平滑法(指数)4种插补方法的适用性,以期为插补VIIRS/DNB夜间灯光数据提供方法选择的依据。研究结果表明：①异常值比较方面,Hermite法未出现异常值,另外3种算法仅出现少量异常值(0.02%~1.34%);②与参照值的对比方面,Hermite法与参考值接近程度最高,GM接近程度最低,样条法和指数法介于两者中间;③算法性能比较方面,4种方法都具备计算简单、容易编程的特点,但指数法的算法时长是另外3种方法的10倍以上。因此,综合多方表现,当插补月份前后两侧均有足够长的原始数据时,插补效果好、计算速度快、不会出现过冲现象的Hermite法最适宜,样条法次之;当插补月份仅单侧有足够长的数据时,适宜采用指数法(插补效果好、计算速度较慢)或GM(插补效果偏低、计算速度快)进行插补。     

GRAPES区域扰动预报模式动力框架设计及检验

设计了适用于四维变分同化系统的扰动预报模式GRAPES_PF。根据GRAPES的地形追随坐标非静力原始方程组,采用小扰动分离方法推导微分形式的线性扰动预报方程组,并利用与GRAPES非线性模式相似的数值求解方案求解线性扰动微分方程组。在设计扰动预报模式时采用了两个时间层半隐式半拉格朗日方案对动量方程、热力学方程、水汽方程和连续方程进行时间差分,空间差分方案的变量分布水平方向采用Arakawa C跳点网格,垂直方向采用Charney/Phillips跳层。利用代数消元法进一步推导得到只包含未来时刻扰动Exner气压的亥姆霍兹方程,进而通过广义共轭余差法(GCR)求解,在此基础上得到未来时刻扰动量的预报值。基于所开发的扰动模式开展了数值试验。首先在非线性模式中施加一个中尺度初始扰动高压,得到初始扰动在非线性模式中的后续演变,然后将相同的初始扰动作为扰动模式的初值进行时间积分,将扰动模式预报的结果与非线性模式的结果做了对比。结果表明,所开发的扰动模式GRAPES_PF较好地模拟了惯性重力内波的传播过程:初始高压扰动激发了一个迅速向外传播的惯性重力内波,...     

基于GTIS的县级农村土地调查数据库建设

针对具体问题紧密联系生产单位实际情况,在分析土地利用数据库建设的基础上,对县级农村土地调查数据库的建设流程进行了分析,以GTIS软件为平台,阐述了一个适用于生产单位的数据库建设方案。     

三次样条函数在海洋水文资料整理中的应用

本文引入三次样条函数插值法,并尝试用于海洋资料处理。根据渤海及北黄海部分海洋站的历史资料进行了试验。用SHARP—PC—1211袖珍计算机进行计算,并将资料处理的结果与传统的过程曲线法订正值作了比较。结果表明,二者之间的误差不大,而样条函数拟合更好。作者认为三次样条函数插值法是可行的,在处理海洋资料时间序列中是有效的。在有温跃层的地方,如何应用,本文也给出了必要的说明。     

用于湿地气候效应模拟的三江平原下垫面数据获取

三江平原是我国沼泽湿地的重要分布区。在20世纪的后50 a中,三江平原在经过几次大规模的开荒后,其下垫面发生了明显的阶段性变化,湿地大面积消失,农田面积不断增加。为了认识20世纪下半叶不同时期三江平原湿地的气候效应,拟采用第三代区域气候模式(RegCM3)来开展研究。而目前被广泛用于RegCM3的GL-CC数据,所反映的研究区下垫面几乎不存在沼泽湿地,这与事实严重不符,所以必须获取三江平原有沼泽湿地存在的真实的下垫面数据,才能得到可靠的湿地气候效应的模拟结果。分别选择了4期(1954年、1985年、1996年和2000年)有阶段代表性的航片、TM影像数据为主要数据源,利用ERDAS8.7和Arcview3.2等软件,首先得到4期研究区的土地利用数据,然后通过土地利用数据类型向模式数据类型的转换,从4期研究区土地利用数据中提取出了三江平原下垫面的模式数据。经过误差分析,认为获取的4期三江平原下垫面模式数据准确的反映出研究区几个时期的湿地下垫面实况,可以作为三江平原湿地气候效应模拟的基础数据。     

Application of Spectral Decomposition to Detection of Fracture-Cavity Carbonate Reservoir Beds in the Tahe Oiifieid, Tarim Basin, NW China

Ordovician fracture-cavity carbonate reservoir beds are the major type of producing formations in the Tahe oilfield, Tarim Basin. The seismic responses of these beds clearly changes depending on the different distance of the fracture-cavity reservoir bed from the top of the section. The seismic reflection becomes weak or is absent when the fracture-cavity reservoir beds are less than 20 ms below the top Ordovician. The effect on top Ordovician reflection became weaker with deeper burial of fracture-cavity reservoir beds but the developed deep fracture-cavity reservoir beds caused stronger reflection in the interior of the Ordovician. This interior reflection can be divided into strong long-axis, irregular and bead string reflections, and was present 80 ms below the top Ordovician. Aimed at understanding reflection characteristics, the spectral decomposition technique, which uses frequency to ＂tune-in＂ bed thickness, was used to predict Ordovician fracture-cavity carbonate formations in the Tahe oilfield. Through finely adjusting the processing parameters of spectral decomposition, it was found that the slice at 30 Hz of the tuned data cube can best represent reservoir bed development. Two large N-S-trending strong reflection belts in the mid-western part of the study area along wells TK440- TK427-TK417B and in the eastern part along wells TK404-TK409 were observed distinctly on the 30 Hz slice and 4-D time-frequency data cube carving. A small N-S trending reflection belt in the southern part along wells T403-TK446B was also clearly identified. The predicted reservoir bed development area coincides with the fracture-cavities connection area confirmed by drilling pressure testing results. Deep karst cavities occur basically in three reservoir bed-development belts identified by the Ordovician interior strong reflection. Spectral decomposition proved to be a useful technique in identifying fracture-cavity reservoir beds.     

无人机机载LiDAR在沿海滩涂大比例尺地形测绘中的应用

以南京市以下长江12.5 m深水航道建设工程中的白茆沙整治建筑物工程的年度监测为例,介绍了利用无人机航摄和机载LiDAR技术进行大比例尺高精度的滩涂地理信息数据采集的关键技术。研究案例表明,采用无人机搭载数码相机和LiDAR联合进行数据采集,在小区域、通行困难地区的高分辨率影像和地面高程数据快速获取方面具有明显优势,为沿海滩涂开发中的工程用图测绘工作提供了一种新的有效快捷的技术手段。     

Exact reconstruction with directional wavelets on the sphere

A new formalism is derived for the analysis and exact reconstruction of band-limited signals on the sphere with directional wavelets. It represents an evolution of a previously developed wavelet formalism developed by Antoine & Vandergheynst and Wiaux et al. The translations of the wavelets at any point on the sphere and their proper rotations are still defined through the continuous three-dimensional rotations. The dilations of the wavelets are directly defined in harmonic space through a new kernel dilation, which is a modification of an existing harmonic dilation. A family of factorized steerable functions with compact harmonic support which are suitable for this kernel dilation are first identified. A scale-discretized wavelet formalism is then derived, relying on this dilation. The discrete nature of the analysis scales allows the exact reconstruction of band-limited signals. A corresponding exact multi-resolution algorithm is finally described and an implementation is tested. The formalism is of interest notably for the denoising or the deconvolution of signals on the sphere with a sparse expansion in wavelets. In astrophysics, it finds a particular application for the identification of localized directional features in the cosmic microwave background data, such as the imprint of topological defects, in particular, cosmic strings, and for their reconstruction after separation from the other signal components.