(U-Th)/He测年技术:α离子射出效应及其校正

(u-Th)/He测年技术是近年来低温热年代学研究领域快速发展的一个重要分支,被应用于磷灰石、锆石、榍石、石榴子石等多种矿物,并且磷灰石(U-Th)/He在目前已知的所用低温热年代学指标中具有最低的封闭温度和较强的热敏感性,此外矿物的(U-Th)/He分析还可用来反演样品所经历的热历史,因此该技术在地质学中得到了广泛的应用.随着对(U-Th)/He方法研究程度的提高,影响测年结果的各种因素也被相继发现和认识.从(U-Th)/He测年的基本原理出发,详细介绍了矿物内 α离子的射出效应及其对氦年龄计算的影响与校正,进一步说明了矿物成分环带、晶体形状、比表面积等因素对于氦年龄校正的作用,并详细阐述了已有的针对这些因素的不同校正模型的原理、特点、发展历程以及前缘研究方向.     

NASA/Goddard长波辐射方案在GRAPES_Meso模式中的应用研究

本文将NASA（National Aeronautics and Space Administration）/Goddard长波辐射方案引入到GRAPES_ Meso（Global/Regional Assimilation and PrEdiction System_Meso）模式中,对2006年4月中国地区进行了一个月的模拟试验,并与相应的NCEP（National Centers for Environmental Prediction）再分析资料进行了对比分析。试验结果表明:在模拟区域内,使用GRAPES_Meso模式进行24 h、48 h预报得到的晴空大气顶向外长波辐射通量（the clear sky outgoing longwave radiation flux,OLRC）、地面接收到向下长波辐射通量（the clear sky downward longwave radiation flux at ground,GLWC）分布形势与NCEP再分析资料具有较好的对应关系;模式预报24 h、48 h OLRC和NCEP再分析资料月平均误差百分比控制在－10%～＋10%以内,GLWC月平均误差百分比比OLRC略大,但总体上两者误差都在合理和可接受范围之内。OLRC和GLWC 24 h、48 h的预报和NCEP再分析资料的逐日距平相关系数及标准误差的对比显示,模式24 h预报OLRC、GLWC的距平相关系数月平均值分别为0.96、0.98,标准误差月平均值分别为24.54 W m-2、27.23 W m-2;模式48 h预报OLRC、GLWC的距平相关系数月平均值分别为0.9521、0.9804,标准误差月平均值分别为22.43 W m-2、27.64 W m-2。总体上,模式24 h、48 h预报OLRC和GLWC的距平相关系数都在0.93以上,标准误差都在31 W m-2以内,且GLWC预报和NCEP再分析资料的相关性比OLRC略好,OLRC预报与NCEP再分析资料的的标准误差比GLWC略小。通过和RRTM长波辐射方案对比可知,两者的预报水平基本一致。本文研究结果表明,引入NASA/Goddard长波辐射方案后的GRAPES_Meso模式整体上能够较好地预报OLRC和GLWC,该辐射方案可以作为模式GRAPES_Meso的备选辐射方案之一。     

从FY-4A卫星遥感数据和GFS资料估算全天空状况下的地表长波辐射通量

本文介绍一种利用FY-4A成像仪遥感数据和全球预报系统(GFS)资料估算全天空地表长波辐射通量的反演方法。该方法通过辐射传输模拟和统计回归计算建立云天地表下行长波辐射通量的反演模式,并基于GFS资料处理云覆盖地区的地表上、下行长波辐射通量。这种全天空状况下两种通量的反演结合了FY-4A晴空地表长波辐射业务产品和本文反演模式处理的云天地表上、下行长波辐射通量。2018年9月1日的处理结果与Aqua/CERES同类产品相对比,精度为:RMSE=20.52 W·m^-2,R=0.9481,Bias=3.3 W·m^-2(夜间地表下行辐射通量对比);RMSE=25.58 W·m^-2,R=0.9096,Bias=5.4 W·m^-2(白天地表下行辐射通量对比);RMSE=10.97 W·m^-2,R=0.9762,Bias=-3.3 W·m^-2(夜间地表上行辐射通量对比);RMSE=19.97 W·m^-2,R=0.9283,Bias=5.0 W·m^-2(白天地表上行辐射通量对比)。这些结果表明本文发展的方法能够反演出精度较好的云天上下行长波辐射通量资料,为今后利用FY-4后续星处理生成全天空状况下的地表长波辐射通量产品奠定了理论基础。     

Python在FY 2G定量业务产品自动可视化中的应用

利用Python语言实现了每日对CMACast下发的最新风云二号G星(FY-2G)云导风(AMV)和射出长波辐射(OLR)两个定量业务产品的实时自动解码和可视化出图,并与国家卫星气象中心下发的卫星天气应用平台(SWAP)的显示进行了对比。结果表明:两者显示一致。在显示所有AMV文件风矢量数据的前提下,本文可视化产品较目前版本SWAP的显示更为疏密均匀,没有出现重叠现象;Python出图自带的高洛德(Gouraud)明暗处理渲染方式则在对OLR格点产品可视化显示中提供了一种更为平滑,细腻的方法。利用本研究方法对风云二号卫星定量产品进行可视化具备自动化和视觉美观的特点,值得在基层气象部门业务中推广。     

热带地区出射长波辐射的长程持续性研究

为了探索热带地区出射长波辐射（OLR）的内在变化规律,利用去趋势波动分析（DFA）方法,对整个热带地区（0~357.5 °E,22.5 °S~22.5 °N）1979—2013年NOAA逐日的OLR资料进行分析。研究结果表明:整个热带地区的OLR存在幂律相关,其标度指数值主要集中在0.65~0.72之间,具有较好的长程相关性（或持续性）。西太平洋、刚果盆地和南美洲因对流发展旺盛,导致上空高云量偏大,OLR值主要取决于云顶温度和云量,而云本身变化较快,使得该地区OLR表现出较弱的长程持续性;中东太平洋、大西洋和撒哈拉沙漠地区上空高云量偏少,OLR值主要取决于海表或陆表的温度,而海表或陆表温度变化相对比较缓慢,使得该地区OLR表现出较强的长程持续性。此外,通过随机打乱逐日OLR时间序列去除趋势和相关性,进一步验证了热带地区OLR的长程持续性是由时间序列的分形特征造成的。      

基于多轨道卫星观测数据分析尼泊尔地震长波辐射特征

综合已经在红外异常提取中应用的涡度和RST(Robust Satellite Technique)算法优点,提出了红外异常指数算法.并基于长时间尺度的中国静止卫星FY-2D和美国极轨卫星NOAA长波辐射数据,应用RST和异常指数算法,分别对2015年4月25日尼泊尔M_s8.1和5月12日M_s7.5地震前后卫星长波辐射变化特征进行了分析,开展了多轨道、多时空分辨率长波辐射同步地震热红外特征研究.结果表明,运用RST算法,两次地震前后,未能在震中周围发现明显的长波辐射异常.运用异常指数算法:(1)对于NOAA卫星,4月15日在M_s8.1地震震中以西出现热红外异常,到4月24日震中以西约100 km处出现异常最大值,随后逐渐消失.5月10日在M_s7.5地震震中以东约200 km发现异常;(2)在NOAA卫星长波辐射异常发现最大值当日,采用FY-2D卫星每3 h的数据分析可发现红外异常的动态演化过程,弥补NOAA卫星分辨率不足.以上结果为利用多轨道卫星监测地震热辐射变化提供了依据.     

卫星遥感海南岛气候特性的研究

利用NOAA极轨气象卫星的AVHRR资料，研究了海南岛干、湿两季在无云情况下的下垫面短波反射率、植被指数、下垫面温度和射出长波辐射的分布及变化特征。结果表明利用气象卫星资料可以较详细地了解气候形成的主要因素之一——下垫面状况。     

临震天体引潮力和地面长波辐射OLR异常

利用天体引潮力周期变化模型和地面长波辐射(OLR)数据资料,分析2010~2011年云南、西藏地区的4次M5.0以上地震震前OLR异常,探讨了诱发地震的外部因素,即天体引潮力周期与红外异常发展的关联特征。结果显示:以临近发震时刻所在周期引潮力值最低点日期为OLR参照背景,获取的地震前后NOAA长波辐射OLR日增量分布图像显示:震中附近热异常明显,异常受构造控制,且其分布与断裂关系密切;异常演化经历起始-加强-高峰-衰减-再增强-发震-平静的过程,符合岩石因应力增加而破裂的规律。一方面表明地应力的临界状态演化过程可通过OLR辐射变化来反映。另一方面表明引潮力可以改变构造内部地应力的状态。     

热带大气季节内振荡与2008年初中国南方雪灾的关系

利用热带大气季节内振荡(MJO)指数、向外长波辐射(OLR)资料和NCEP/NCAR全球逐日再分析资料以及中国南方地区降水资料,应用合成分析等探讨了MJO与2008年初南方雪灾的关系,进而从MJO角度研究雪灾过程成因。结果表明：雪灾过程中,MJO存在明显的东传现象,即由西太平洋向东传送至印度洋附近。伴随着MJO的向东传播,中国南方降水强度及集中区也在随之变化,MJO在一定程度上对雪灾过程有调制作用。通过对OLR的分析,表明2008年初中国南方4次异常降水(雪)过程受到了MJO两次东传的影响,第一次导致西太平洋副热带高压持续偏强,第二次导致南支槽活跃;副热带高压西侧偏南风带来的暖湿气流,以及南支槽带来的印度洋和孟加拉湾的暖湿气流不断向中国输送,为中国南方强降水过程提供了水汽条件。     

日本9.0级大地震前长波辐射异常研究

应用聚类分析方法对日本M_w9.0地震前长波辐射进行了分析,结果表明2010年8月在大范围的西太平洋海域,出现一个自北向南逐渐增强的季节性高温条带,该条带从日本海沟中北段开始,一直向南延伸到伊豆—小笠原海沟.同时日本海沟的地壳垂直运动自2010年8月份开始出现季节性运动消失的异常现象.这两种现象同时出现是否表明地球物理场在大地震发生前可能出现异常？地震发生前半年时间出现的热异常条带是否与此次地震有关？这些问题有待进一步探索.