机载LiDAR全波形数据分解的研究与应用

近年来,新兴机载全波形Li DAR技术在摄影测量与遥感领域受到广泛关注。其相比传统机载Li DAR的优势在于它对后向散射回波信息进行了完整的数字化记录。波形分解是波形数据处理的重要环节,通过波形分解不仅仅可以得到高质量的三维点云产品,还能够提高DEM的生成精度并辅助点云的精确分类,随着研究的不断深入,全波形数据将在更多领域发挥更大的实用效益。     

最小二乘混合像元分解的端元丰度信息提取研究

针对无约束最小二乘混合像元分解算法提取地物端元丰度出现的局限性问题,通过野外实地采集的地物光谱数据建立研究区典型的地物波谱库,以Landsat OLI影像作为主要数据源,在经过Gram-Schmidt(GS)影像融合的基础上,利用纯净像元指数(PPI)及基于几何顶点的端元提取技术提取研究区典型地物端元,最后通过完全约束的最小二乘混合像元分解算法完成对研究区典型地物端元丰度的提取。结果较好地解决了无约束最小二乘混合像元分解算法提取的端元丰度信息出现负值的情况,并且提高了典型地物丰度信息提取的精度。完全约束最小二乘混合像元分解算法的RMSE误差均控制在0.174 913左右,在很大程度上提高了混合像元分解精度及实用性。     

我国南方冬季低温雨雪冰冻事件的大气扰动信号分析

利用中国549个站点的温度和降水资料确定了1960～2008年发生在我国南方冬季的23次低温雨雪冰冻事件。对全球大气变量再分析资料做物理分解得到天气尺度扰动分量用于这些事件的早期信号分析。结果表明,在低温事件发生时,南方地区上空300 hPa对应有最大负高度扰动,850 hPa有负温度扰动。这些扰动的传播特性可以作为低温事件发生的早期信号。在低温雨雪站日数大于10的11次事件中,它们的扰动信号平均可提前11.2天追踪到。     

中国北方夏半年最长连续无降水日数的变化特征

利用1951-2004年中国北方各气象台站夏半年逐日降水资料,建立最长连续无降水日数时间序列,采用经验模态分解(EMD)求出该序列的本征模态函数(IMF),分析原序列内在的多尺度振荡变化.用小波分析原序列的突变.结果表明,连续无降水日数的变化主要是由IMF1、IMF2和IMF3这3个本征模态构成,3-4 a、8-10 a尺度的振荡对整个变化起主要作用.近50年来,最长连续无降水日数呈线性增加趋势;显著增加的年份在1960年和1994年前后,与干旱现象的发生有紧密的联系.     

The drivers of Chinese CO2 emissions from 1980 to 2030

China's energy consumption doubled within the first 25 years of economic reforms initiated at the end of the 1970s, and doubled again in the past 5 years. It has resulted of a threefold CO₂ emissions increase since early of 1980s. China's heavy reliance on coal will make it the largest emitter of CO₂ in the world. By combining structural decomposition and input–output analysis we seek to assess the driving forces of China's CO₂ emissions from 1980 to 2030. In our reference scenario, production-related CO₂ emissions will increase another three times by 2030. Household consumption, capital investment and growth in exports will largely drive the increase in CO₂ emissions. Efficiency gains will be partially offset the projected increases in consumption, but our scenarios show that this will not be sufficient if China's consumption patterns converge to current US levels. Relying on efficiency improvements alone will not stabilize China's future emissions. Our scenarios show that even extremely optimistic assumptions of widespread installation of carbon dioxide capture and storage will only slow the increase in CO₂ emissions.     

华北汛期降水分离时间尺度降尺度预测模型的改进

本文采用偏相关预报因子挑选法和条件降尺度法,对已有的华北汛期(7~8月)降水时间尺度分离(TSD)降尺度模型进行了改进.利用偏相关法,找到一个新的影响华北汛期降水年际分量的前期预报因子,即6月北大西洋—欧亚遥相关(AEAT).该因子将扰动信号储存于北大西洋三极子结构,并在7~8月释放出来影响下游贝加尔湖低压系统的发展,从而影响华北汛期降水.利用6月Ni?o3指数和AEAT指数,本文建立了条件TSD统计降尺度模型,即按照预报因子的强度进行逐年分类,对于每个分类设计相应的预报模型,从而避免信息较弱因子的干扰.条件TSD降尺度方法显著改善了华北汛期降水的预测技巧,在独立检验阶段,预报降水与观测降水的相关系数由原模型的0.61提高到0.77,符号一致率从70%提高到87%.     

云南1月降水异常的气候成因分析

在云南旱季降水稀少的气候背景下发生的异常旱涝气候事件是短期气候预测面临的难点之一。开展旱季降水异常的气候成因分析,对于提高气候预测准确率具有重要意义。1月是云南隆冬季节的主要时段,降水变化具有明显的偏态分布特征,年际波动非常显著。云南1月降水偏多年与偏少年大气环流有明显差异,500 hPa高度场上有四个区域位势高度与云南1月降水显著相关,中高纬的三个区域分别与斯堪的纳维亚(SCA)型遥相关的三个活动中心对应,低纬阿拉伯海的高度异常与孟加拉湾印缅槽活动有密切联系。当SCA为正(负)位相且阿拉伯海高度负(正)异常时云南1月降水偏少(多)。海洋上两个显著海温影响区域分别位于东南太平洋和北大西洋中西部,海温异常主要通过影响东亚和南亚地区的环流进而对云南1月降水产生影响。利用高度场和海温场的关键区域的数据分别合成高度场和海温场的组合序列,组合序列与云南1月降水有更高的相关性和更好的距平符号对应关系。在高度场和海温场组合序列的散点图上,近80%的年份位于第一和第三象限,这两个区域高度场和海温场的配置对云南1月降水作用一致,落区位置与降水距平符号对应关系很好;其余约20%的年份位于第二和第四象限,高度场和海温场的作用相反,落区位置与降水距平符号对应关系较差。     

Associations between the Autumn Arctic Sea Ice and North American Winter Precipitation

Associations between the autumn Arctic sea ice concentrations (SICs) and North American winter precipitation were examined using singular value decomposition. The results show that a reduced SIC in the majority of the Arctic is accompanied by dry conditions over the Great Plains, the southern United States, Mexico, eastern Alaska, and southeastern Greenland, and by wet conditions over the majority of Canada, the northeastern United States, and the majority of Greenland. Atmospheric circulation anomalies associated with the SIC variability show a wave train structure that is persistent from autumn to winter and is responsible for the covariability between the autumn Arctic SICs and North American winter precipitation. This relationship suggests a potential long-term outlook for the North American winter precipitation.     

我国东南部夏季干旱指数研究

根据中国东南部夏季降水与气温显著负相关的特点, 选用合适的干旱指数分析了旱涝的时空变率.得到的4个空间型较之降水分型结构简单, 又综合反映气候异常状态.时间演变没有显著的长期倾向.干旱指数场与850 hPa U、V等场奇异值分解 (SVD) 分析得到, 南海至菲律宾西风偏强, 中国东部南风分量偏强, 副高南 (北) 侧东 (西) 风偏强时, 长江中下游偏旱, 反之则偏涝.     

东亚冬季风异常与全球大气环流变化 Ⅱ.冬季风异常对全球热带海温变化的影响

作为冬季风研究系列中的第Ⅱ部分,首先对第Ⅰ部分中的强弱冬季风个例所对应的海温状况进行对比研究。然后,利用中国气象局的４６年历史资料挑选出多个强弱冬季风个例进行合成分析,以进一步探讨个例分析中的一些主要结果。最后,引用奇异值分解方法来诊断分析冬季风异常对海温的影响。分析结果表明：冬季风异常不但造成了同期大尺度环流形势的差异,而且对后期环流和天气状况也有较大的影响;环流异常的持续性与海温异常的持续性密切相关,海温可能是维持这种持续异常的中介,它在冬夏季环流的隔手相关中起了重要的作用。