基于VAP卫星的等离子体层顶电子密度波动统计分析

基于范艾伦辐射带探测卫星的观测数据(2012年9月至2015年11月),收集了584个等离子体层顶密度波动事件,研究了这些事件分布随磁地方时、磁壳值以及地磁活动的变化关系,并使用快速傅里叶变换分析了全部事件平均功率谱.统计结果表明,等离子体层顶密度波动事件主要发生在磁地方时黄昏扇区,其分布与磁地方时和地磁活动具有明显的相关性.等离子体层顶密度波动在1～100mHz区间内具有接近-5/3的功率谱斜率,表明存在二维磁流体动力学湍流.本文统计结果将有助于进一步深入理解等离子体层顶密度波动在内磁层中能量传输的具体作用,并且将促进对等离子体层顶波动的激发、增强与传播过程的进一步研究.     

大磁暴期间TIEGCM模式和CHAMP卫星热层大气密度扰动特性的统计研究

本文统计分析了2001—2005年的39次大磁暴事件(Dst-100nT)期间TIEGCM模式和CHAMP卫星大气密度数据.研究结果表明,模式结果与实测数据具有较好的一致性,但仍存在一定的偏差.大气密度及增量与SYM-H指数相关性较好,并且随纬度、光照条件和地磁活动水平变化.模式低估了磁暴期间大气密度的增幅,特别是在地磁活动水平较强时模式与实测的偏差较大.模式的偏差在高纬地区高于低纬地区,日侧高于夜侧.Dst指数越低,偏差越大,而当Dst指数低于-150nT以后,绝对偏差和相对偏差变化不明显.     

利用DEMETER卫星数据统计分析全球Mw≥7.0 地震的电离层电子浓度异常

基于法国DEMETER卫星ISL探测器升轨数据,统计分析了2005—2009年全球37个M_w≥7.0级地震前后电离层电子浓度变化.结果发现,共有19个地震（51%）前观测到了较为明显的电子浓度异常扰动现象,其中大部分表现为异常增强;观测到的电子浓度异常现象一般出现在震前1~5天内,也有部分地震前出现两次及以上扰动现象.分析表明,在赤道和中低纬地区更容易观测到明显的电子浓度扰动,即异常震例基本发生在纬度±40°以内（18次）,更是以±20°内居多（13次）.此外,震源深度对电子浓度扰动的影响并不明显,而震级大小则与扰动幅度基本上呈正相关;震前出现的电子浓度异常有时会受到地磁活跃的共同影响,此时的扰动幅度一般较大.地震电离层扰动现象是复杂多变的,需要联合地基和天基手段共同观测,并从机理上加强研究.     

近50年汕头市气候演变特征分析

本文运用统计学方法对汕头市近50多年气象资料进行气候演变特征分析,得到了一些对本地区年平均气温和年总降水量有预测意义的结果。     

区域Delaunay三角剖分法在全国平均降水量中的应用

介绍了Delaunay三角网的性质及其算法类型;根据1980～2009年全国2200个观测站的降水量资料,将观测点和采集的边界点共同进行普通的Delaunay三角剖分,通过删除边界点及其区域外的三角形以实现区域Delaunay三角剖分,得到了较理想全国陆地的Delaunay三角网;随后对球面上的三角片进行面积计算,在已知站点的经纬度情况下,将大地坐标系转换到空间直角坐标系中,应用平面三角余弦定理获得球面三角内角,从而求得三角片面积,并以面积大小确定各个站点降水量的权重系数,得到全国平均降水量值。对比分析了30年的全国不同时间尺度(日、月、年)平均降水量,Delaunay三角法对应全国平均降水量均值和标准差都明显低于算术平均法,但是两种方法计算的降水量值的相关系数较高;通过Shapiro-Wilk方法进行正态性检验分析,两种计算方法求得的年平均降水量总体服从正态分布;在方差奇性的F检验中,两者的方差具有非奇性特点;使用t检验,在显著性α=0.05时,Delaunay三角剖分法计算的全国平均降水量总体均值偏小。最后,根据欧洲和日本数值模式2009年的降水预报,对于两方法计算结果进行了比较,分析表明在较大区域的平均降水量计算中,较之于传统的算术平均法,基于区域的Delaunay三角剖分法更为合理;区域平均降水量不仅和计算方法有关,还和区域气候特点有密切关系。     

地震活动性正常与异常的群体概率特征及其在地震预测中的应用以汶川地震为例

地震事件一般具有离散性, 即它们的发生和转移具有一定的时间和空间间隔。 当孕震系统处于平衡(或正常)状态时, 系统状态变量X(这里以地震活动性为例)的时间序列概率分布表现为单峰型(如泊松分布); 其时间间隔(或等候时间)Δt分布可用负指数分布来描述。 当系统处于非平衡(或异常)状态时, X的概率分布表现为双峰型或多峰型, 其时间间隔Δt(或空间间隔ΔS)可采用幂函数关系来描述。 可以计算X的1~4阶矩统计参数识别X的概率分布性质, 进一步判断系统所处的状态。 根据这个思路, 本文尝试针对地震活动性的群体概率特征, 探索研究地震活动系统时间和空间结构的演变以及正常和异常状态的辨别, 并将这些方法应用于2008年汶川8.0级地震及其余震趋势和强余震预测实践。     

面向防震减灾的人口数据空间化研究——以2007年宁洱地震灾区为例

入口是地震灾害的重要受灾体,准确的入口空问分布信息是防震减灾工作的重要依据.本文借助地理信息系统,将人口统计数据与高分辨率遥感数据相结合,应用基于居民地的人口数据空间化方法,模拟人口空间分布.首先根据城市人口—面积异速生长模型的分形几何意义,推导出城乡人口一面积统一模型;进而以2007年宁洱地震灾区为例,在建立居民地分类体系和遥感解译标志的基础上,目视解译获得准确的居民地信息;最后应用城乡人口—面积统一模型获得网格人口密度矢量数据.经检验,本文的结果达到了较高的精度.同时在人口数据空间化完成的基础上,以地震受灾人口估算为例,探讨了人口数据空间化在防震减灾中的应用.研究结果表明,基于网格人口矢量数据的受灾人口估算结果更能客观反映地震灾情,可以为防震减灾和应急救援工作提供可靠的依据.     

Comparing models of debris-flow susceptibility in the alpine environment

Debris-flows are widespread in Val di Fassa (Trento Province, Eastern Italian Alps) where they constitute one of the most dangerous gravity-induced surface processes. From a large set of environmental characteristics and a detailed inventory of debris flows, we developed five models to predict location of debris-flow source areas. The models differ in approach (statistical vs. physically-based) and type of terrain unit of reference (slope unit vs. grid cell). In the statistical models, a mix of several environmental factors classified areas with different debris-flow susceptibility; however, the factors that exert a strong discriminant power reduce to conditions of high slope-gradient, pasture or no vegetation cover, availability of detrital material, and active erosional processes. Since slope and land use are also used in the physically-based approach, all model results are largely controlled by the same leading variables.Overlaying susceptibility maps produced by the different methods (statistical vs. physically-based) for the same terrain unit of reference (grid cell) reveals a large difference, nearly 25% spatial mismatch. The spatial discrepancy exceeds 30% for susceptibility maps generated by the same method (discriminant analysis) but different terrain units (slope unit vs. grid cell). The size of the terrain unit also led to different susceptibility maps (almost 20% spatial mismatch). Maps based on different statistical tools (discriminant analysis vs. logistic regression) differed least (less than 10%). Hence, method and terrain unit proved to be equally important in mapping susceptibility.Model performance was evaluated from the percentages of terrain units that each model correctly classifies, the number of debris-flow falling within the area classified as unstable by each model, and through the metric of ROC curves. Although all techniques implemented yielded results essentially comparable; the discriminant model based on the partition of the study area into small slope units may constitute the most suitable approach to regional debris-flow assessment in the Alpine environment.     

A statistical method for varve verification using seasonal pollen deposition

We developed a fast, inexpensive, statistically rigorous method of varve verification that uses prospective varve layer-splitting and seasonal pollen deposition. This method can be used on any sediment that contains seasonally deposited pollen, and avoids the need for radio-isotopic, optical, or thermoluminescence dating. The method uses a χ² test and non-parametric regression, together with recorded plant bloom times from pollen traps, to assess the differences in pollen abundances in light/dark (i.e. summer/winter-spring) sediment layers. A statistical test is required because such seasonally deposited data are inherently noisy, with a low signal-to-noise ratio. To illustrate this approach, visible laminations of Lake Mina, Minnesota, USA, were assessed in two separate regions of a core spanning 900 years. Results show that the laminations were deposited annually.