A satellite-based climatology of fog and low-level stratus in Germany and adjacent areas

A 10-year fog climatology of Germany and adjacent areas, based on NOAA-Advanced Very High-Resolution Radiometer (AVHRR) data, is presented. Maximum fog frequency is obtained for the Lake Constance area; minimum fog occurrence, accounting for basins and river valleys, is located in the Lower Rhine area. This is a transition zone between coastal advection fog and the more continental radiation fog of the lower mountain range. Fog persistence is estimated by a comparison of night and day maps. Using the bispectral approach of Nakajima and Nakajima [J. Atmos. Sci. 52, (1995) 4043], the potential of weather satellite data for climatologies of fog's optical and microphysical properties is examined. Maps of fog optical depth, effective radius and liquid water path (LWP) are computed from well-illuminated noon images and the resulting data set is statistically evaluated. Typical features of advection fog are obtained for the coastal areas of the North and Baltic Seas, while the fog of the pre-Alpine basins reveals characteristics of continental radiation fog. The results are in general accordance with field observations of various sources.     

平流层和中层大气研究的进展

平流层和中层大气研究是20世纪70年代以来持续得到大气科学界和日地物理界共同关注的研究前沿.中国科学界在文化大革命结束后立即抓住这一前沿作为发展重点之一.20多年来,中国科学院大气物理研究所等单位较为系统地开展了这一方向的研究,并在一些方面进行了前沿性的工作.作者着重介绍以下几方面的进展:(1)平流层和中层大气探测设施与探测方法;(2)大气臭氧、平流层气溶胶的监测与分析;(3)行星波在中层大气环流与大气臭氧分布中的作用;(4)重力波在中层大气的传播特征与作用;(5)平流层-对流层交换的动力物理与化学问题.     

Retrieval of outgoing longwave radiation from COMS narrowband infrared imagery

Hourly outgoing longwave radiation(OLR) from the geostationary satellite Communication Oceanography Meteorological Satellite(COMS) has been retrieved since June 2010. The COMS OLR retrieval algorithms are based on regression analyses of radiative transfer simulations for spectral functions of COMS infrared channels. This study documents the accuracies of OLRs for future climate applications by making an intercomparison of four OLRs from one single-channel algorithm(OLR12.0using the 12.0 μm channel) and three multiple-channel algorithms(OLR10.8+12.0using the 10.8 and 12.0 μm channels; OLR6.7+10.8using the 6.7 and 10.8 μm channels; and OLR All using the 6.7, 10.8, and 12.0 μm channels). The COMS OLRs from these algorithms were validated with direct measurements of OLR from a broadband radiometer of the Clouds and Earth's Radiant Energy System(CERES) over the full COMS field of view [roughly(50°S–50°N, 70°–170°E)] during April 2011.Validation results show that the root-mean-square errors of COMS OLRs are 5–7 W m-2, which indicates good agreement with CERES OLR over the vast domain. OLR6.7+10.8and OLR All have much smaller errors(～ 6 W m-2) than OLR12.0and OLR10.8+12.0(～ 8 W m-2). Moreover, the small errors of OLR6.7+10.8and OLR All are systematic and can be readily reduced through additional mean bias correction and/or radiance calibration. These results indicate a noteworthy role of the6.7 μm water vapor absorption channel in improving the accuracy of the OLRs. The dependence of the accuracy of COMS OLRs on various surface, atmospheric, and observational conditions is also discussed.     

一次暴雪过程地形方案的敏感性试验研究

利用WRF模式中提供的包络地形、轮廓地形和平均地形方案对2005年12月20-21日的山东暴雪过程进行数值模拟.结果表明:地形方案与降雪的时空分布有很大的相关性,地形越接近实际地形,降雪的时空分布越接近实况;降雪过程中有明显的中尺度重力波活动,降雪的峰值滞后于重力波的波峰;重力波受地形影响很大,地形越不平滑,重力波的强度越强、移速越慢;当重力波的强度较强时,降雪峰值滞后于波峰的时间差也较长.     

重力方法研究河南区域构造及控煤作用

河南地区存在三个明显的重力异常区,与其区内三个次一级的构造分区相一致,其重力异常曲线的挤压扭曲特征、剪切平移特征、张性舒展特征分别对应构造挤压变形机制、平移剪切机制及变形拉张机制。这些变形受印支、燕山及喜马拉雅期三大构造运动控制,其中印支期剥蚀及沉降程度是构成现今煤层埋藏条件的重要因素,燕山期形成河南煤田的逆冲推覆型控煤构造,喜马拉雅期构造运动,最终确立了河南煤系的展布范围及赋存状态,这表明控煤模式是构造运动的结果。     

天绘一号卫星三线阵影像RPC模型定位精度验证与分析

天绘一号卫星以RPC参数作为主要的影像辅助数据提供给用户,对传感器的技术参数进行隐藏.文中简要介绍RPC模型的立体定位方法,并针对定位结果中存在的明显的系统误差,采用像方补偿方案进行补偿,最后利用两景天绘一号卫星三线阵影像RPC模型对测区进行实验验证和分析.结果表明,采用少量地面控制点进行系统误差补偿后,定位精度提升效果明显,验证了模型的正确性和有效性.     

利用GEOSAT／ERM卫星测高数据计算中国近海海平面

本文利用一年（１９８６年１１月８日～１９８７年１１月１７日）２２个ＥＲＭ周期的ＧＥＯＳＡＴ卫星测高数据计算出中国近海海域（１０５°～１３５°Ｅ，０°～４０°Ｎ）相对于ＧＲＳ８０参考椭球面的１°×１°年平均海平面。该海平面我们称之为ＩＧＧＭＳＳ９５平均海平面。在数据处理过程中，由于采用了混合轨道误差模型及交叠平差技术，极大地消除了在误差中占主要成分的径向轨道误差影响，使得ＩＧＧＭＳＳ９５平均海平面的总体精度达到±２０～３０ｃｍ（ＲＭＳ）水平。与ＯＳＵ９１Ａ重力大地水准面模型相比较可以发现两者具有惊人的一致性。     

一种天绘一号卫星影像精确定位方法

针对如何最大程度地减小天绘一号卫星RPC模型系统误差,真实反映像方坐标与物方坐标关系的问题,该文介绍了天绘一号卫星的基本情况及相应的RPC参数模型,给出了求解RPC参数的基本方法和流程。结合天绘一号卫星采用等效框幅式光束法平差进行无控定位的特点,利用平差后计算得到的加密点坐标,提出了一种基于像点仿射变换的RPC模型区域网平差方法,并进行了RPC参数修正。经天绘一号卫星精度检测实验表明,修正后的RPC参数能有效地弥补系统性误差,具有更高的定位精度。     

利用FY-3C气象卫星GNSS掩星估计全球重力波变化与分析

大气重力波是地球大气层中广泛存在的重要大气动力学扰动,研究其分布和变化规律对理解大气物理、大气结构以及大气动力学等具有重要意义.传统大气重力波探测手段,如雷达和探空气球等,均存在探测时间短、有效探测高度低等缺点,全球卫星导航系统（GNSS）掩星观测具有全天候、低成本、高精度等优点,被广泛应用于地球大气探测和研究,为研究区域或全球重力波变化和活动特征提供了新的观测手段.本文利用中国第一颗搭载GNSS掩星设备气象卫星——风云3C （FY-3C）获得的掩星数据,反演得到2014年8月—2016年12月大气温度轮廓线,并首次估计重力波参数分布,分析了重力波参数的时空变化分布特征.结果表明,海陆季节性对流导致冬夏两季的重力波势能强于春秋两季,赤道对流作用导致赤道区域重力波强于两极,夏季南半球中低纬度地区重力波活动频繁,冬季北半球中低纬度区域重力波活动频繁.重力波随着高度的上升,势能逐渐下降.另外,地形是低层大气重力波的主要来源.     

西藏泽当岩体含铬超镁铁岩体的深部构造特征与找矿前景探讨

在中国最大的铬铁矿罗布莎周边地区有着数目众多的含铬超镁铁岩体;分布广阔,具有很好的找矿前景,选择泽当岩体进行了重、磁、大地电磁法的剖面探测,结果表明:泽当岩体被近南北向断裂切割成多块,其西端岩体向北推移的距离远于东段的岩体,总体上呈北西西向展布;岩体磁异常由蛇纹石化产生的磁铁矿和岩体生成时剩余磁化引起,磁异常指出了岩体浅部的范围;航磁较大范围的异常表明存在较深部的磁性体;重力异常说明岩体局部存在高密度体,且与磁异常相吻合,地表出露的矿点多分布在此范围内;岩体表层为高阻薄层,在剖面中段高阻体厚度最大处达1.5 km,范围不大.在薄高阻体下为薄层低阻层.电阻率剖面两侧以高阻体为主,中段有多个低阻体,且与深部5～25km深度上的低阻体相连,中地壳范围的低阻体与幔源物质上涌在地壳范围留下的熔融体有关,与地壳上部的超镁铁岩体有关.综合各种地球物理场的特征认为在磁异常分布区内具有局部重力异常、低阻体异常较多的地段是泽当岩体最有利于进一步详细探测找矿的部位.