太平洋海面粗糙度的计算及在ENSO期间的变化

利用TOPEX高度计风速资料,实现了对太平洋海面粗糙度(z0)的计算。1997~1999年正是厄尔尼诺与拉尼娜事件发生时期,作者研究了1997~1999年z0在ENSO期间的变化后发现:(1)EI Nion发生期间赤道附近z0最大值在A,C,B 3个站点上移动;最小值在B,A 2个站点上移动。(2)Li Nina发生期间赤道附近z0最小值在A站点,最大值主要在B站点上。Li Nina发生期间,1999年15个站点z0均大于正常年份和EI Nion发生期间的15个站点z0。(3)ENSO期间,四季z0与正常年份相比都有显著改变。     

绿洲-沙漠复合地表条件下的局地和有效粗糙度

地表空气动力学粗糙度是研究水平非均匀条件下陆面过程的基础,文中对黑河试验区各不同下垫面上地表空气动力学粗糙度进行了估算和分析,分别得到了地表空气动力学粗糙度ｚ０ｍ的有效值和局地值,发现各不同典型下垫面的局地ｚ０ｍ值明显不同,尤其在有作物存在时,绿洲的局地ｚ０ｍ值比沙漠、戈壁的值明显要大;而对同一测站,有效空气动力学粗糙度比局地空气动力学粗糙度值明显要大,运用应力分解理论对这种差异进行了解释,认为有效空气动力学粗糙度与复合表面的总应力有关,其代表了较大水平尺度内的表面和较高障碍物的综合作用,当涉及对陆表通量参数化问题时,必须首先确定水平尺度及相应的地表粗糙度参数     

北疆铁路沿线风沙危害的研究

北疆铁路沿线存在着严重的风沙危害。在三个典型路段风沙危害有不同的表现形式, 北疆铁路沿线风沙危害发生与当地干旱多风的气候条件、铁路沿线下伏含沙地层、铁路施工对地表的破坏以及艾比湖周围沙漠化的发展有关。作者通过实验计算空气动力学粗糙度, 比较了三种典型的机械防沙措施的效果, 指出了其中存在的不足。并根据研究结果, 提出了一个优化的防沙体系方案。     

基于航空高程的玛丽伯德地西部地区表面粗糙度的研究

基于1998年12月—1999年1月德克萨斯大学地球物理研究所(UTIG)航空地球物理研究支持办公室(SOAR)对南极洲玛丽伯德西部区域航空调查获得的冰盖表面高程数据,研究了该区域表面粗糙度分布。通过分析,同时考虑表面在垂直方向和水平方向的变化,使用有效坡度可以有效地表征玛丽伯德地西部区域的表面粗糙度特征,文中给出了该区域表面的有效坡度分布,并简要探讨了其分布成因。从结果中可知该研究区域的98%地区的有效坡度分布小于10°,最小值为0.0126°;有效坡度在10°以上的位置主要分布在靠近海岸地区,爱德华七世半岛、谢里斯海岸附近的部分地区有效坡度值达到30°以上,最大有效坡度为39.9736°。结合bedmap2的高程数据,对罗斯冰架附近、福特山脉附近以及爱德华七世半岛附近的粗糙度和地形的对应关系进行了讨论。     

大气-海浪耦合模式对台风“碧利斯”的数值模拟

本文将海表粗糙度作为耦合大气、海浪模式的重要因子,实现中尺度大气模式MM5(V3)和第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ的双向耦合,建立充分考虑大气、海浪相互作用的大气.海浪耦合模式.将该大气-海浪耦合模式应用于对0604次台风"碧利斯"的数值模拟,在耦合模式中引入Smith92海表粗糙度参数化方案,探讨其对台风和台风浪的影响.研究结果表明,大气-海浪耦合模式能够抓住台风过程的总体特征.Smith92海表粗糙度参数化方案对台风路径影响不大.但在台风系统强度的模拟上影响明显,采用Smith92方案使得台风系统强度显著增强,对台风系统强度的模拟有明显改善.同样,大气-海浪耦合模式能够很好的模拟台风过程中海浪的传播和演变.采用Smith92方案使得海面有效波高明显增高,对海面有效波高的模拟有一定程度改善.因此,在大气-海浪耦合模式中恰当的选择海表粗糙度参数化对改进大气-海浪耦合模式的模拟效果是很有意义的.     

几种典型地表粗糙度计算方法的比较研究

本文分别利用最小二乘拟合迭代法、牛顿迭代法、TVM法和Martano法计算2003年长白山森林地表粗糙度。结果表明,Martano法计算结果偏小,其他三种方法结果基本一致。不确定性分析表明,Martano法的不确定性与参与计算的数据量有关。拟合迭代法和牛顿迭代法的不确定性在于,通常假设u_*不随观测高度而变化,而实际u_*随观测高度变化。若相邻两个观测高度之间的u_*变化1％,地表粗糙度计算误差8.3%。TVM法由于参数C₁的选取范围为0.9~1.05,引起地表粗糙度不确定性平均值为29.9%。经计算得到长白山森林在各种大气层结条件下的地表粗糙度,拟合迭代法得到的2003年稳定、中性和不稳定条件下的地表粗糙度年平均值分别为2.642、2.103和1.616m。     

风浪对海-气界面动量通量估计的影响

利用实验室和有代表性的外海观测数据综合分析表明,海面粗糙度对波龄的依赖性与是否将实验室和外海数据一起考虑有关,而风应力拖曳系数与此无关,且随波龄增大而减小.利用Toba-3/2指数律和风浪成长关系的分析表明,风应力拖曳系数为常数或随波龄的增大而增大,与上述结果定性上相矛盾,说明风浪对风应力拖曳系数影响问题需要进一步研究.     

面向对象的LiDAR数据多特征融合分类

针对单源遥感数据分类精度不高的问题,提出一种基于多特征融合的面向对象分类方法.该方法利用LiDAR点云数据的高程信息,并融合地物粗糙度特征,以及航空影像的地物光谱、形状和上下文信息等多种特征,再基于SVM分类器构建面向对象的分类方法,以提高城区环境下遥感数据分类的可靠性.试验表明,该方法可有效地提高城区地物的分类精度,且分类结果更符合人的视觉认知规律.     

半干旱区退化草地和农田下垫面近地面层微气象特征——以吉林省通榆为例

利用2003-2005年"通榆长期观测实验站"的近地面层气象要素和湍流观测资料,分析了吉林省通榆县半干旱区退化草地和农田下垫面的近地面层风速、温度和湿度变化规律;分别用梯度法和湍流法估算了退化草地和农田的地表动力学粗糙度(z0m),退化草地的z0m全年变化不大,而农田的z0m随着作物的生长有增加趋势;全年平均的z0m值,退化草地为0.003 4 m;农田生长季为0.054 m,非生长季为0.001 7 m.农田和退化草地下垫面的近中性整体输送系数Cd分别为(4.9±2.1)×10-3和(2.6±1.4)×10-3,Cb分别为(3.6±1.9)×10-3和(2.6±1.6)×10-3.     

断层面粗糙度随滑距的演化

地震时大部分断层位移发生在断层带内的主滑动面上。虽然断层面形貌对地震和断层力学具有重要意义,但是在地震滑距尺度上几乎是未知的。我们使用新的基于激光技术的方法绘制了10μm～120m尺度范围内的暴露断层面。这些数据提供了首个定量证据显示断层面粗糙度随滑距递增而变化。长度在10μm到大于100m范围内的数千条剖面表明,在平行滑动方向上小滑距断层(滑距<1m)比大滑距断层(滑距为10m～100m或更大)粗糙。小滑距断层表面在全部观测尺度上都有凹凸体,而大滑距断层面是平滑的,且长达1～2m的纵剖面上均方根(RMS)值小于3mm。大滑距断层面表现为光滑的、拉长的、半椭圆状的、约1m高数米长的凸起。我们推断这些凸起随断层成熟进程不断演化。这种几何学上的差别显示,在相对成熟的断层上,地震的成核、发展和终止与新断层是根本不同的。