LOESS四维客观分析在中国近海的应用

利用全国海洋综合调查资料和世界大洋数据库(WOD)资料,运用局部加权回归法(LOESS)四维客观分析方案对中国近海的温度场进行了客观分析,将散布在空间中的温度资料点插值到均一的网格中。在分析中充分考虑了中国海曲折复杂的海岸特点,将底深调整系统(TAR)和障碍调整系统(BAR)整合到四维插值系统中,使得资料点空间权重的计算更为合理。计算结果显示,LOESS客观分析方案充分考虑了空间因素(经度、纬度、深度)和时间因素,能客观反映出中国近海一年四季的温度时间-空间结构。通过与Kriging插值方法的对比,发现LOESS方法能更精确地把中国近海温度结构反映出来。     

中国大陆科学钻探孔区的数字三分量反射地震调查

本文将简要介绍在大陆科学钻探孔区进行数字三分量地震勘探试验数据采集处理技术,以及取得的初步成果. 鉴于结晶岩地区波场的复杂性,在剖面调查之前要先进行波场特征调查,才能确定三分量地震调查观测系统采集参数.数据处理中与水平分量处理有关的三个困难环节包括静校正、速度分析与动校叠加,必须有所创新.在大陆科学钻探工程中,三分量数字地震调查之所以放在终孔后才进行,主要是因为三分量地震解释要以钻孔资料和VSP成果为基础.如果没有岩芯物性测定资料或VSP纵横波速度计算曲线,横波速度剖面模式就难以建立,水平分量数据处理和解释就难以进行.与单分量地震调查相比,水平分量采集处理提供了转换波信息,可反映独特的很有意义的地质信息.在三分量数字地震调查X分量深度叠加剖面左半边深度2600～3400 m区段出现密集的水平反射层,与Z分量反射剖面和变质岩片倾向不一致.对比主孔气体异常曲线可知,这些水平反射是地层中流体含量升高的反映.     

伽师强震群区上地壳三维速度层析成像——人工爆破和天然地震的联合反演

伽师震区位于天山褶皱、帕米尔构造弧与塔里木块体三个构造单元的交接地带,近年来该区发生了一系列的强震活动.为进一步获得该震区详细的地壳速度结构,本文利用人工爆破和天然地震资料联合反演的方法,对1997年新疆伽师震区布设的三维人工地震透射台阵和流动地震台网的资料进行处理,重建了台阵下方上地壳三维速度扰动图像,并结合地震活动分布,对伽师强震群的地震成因作出进一步分析.结果表明研究区上地壳速度结构在纵向和横向上具有明显的非均匀性,随着深度的逐渐加深,震区下方以萨如锡为中心的低速异常体逐步被高速异常体所替代.自12 km深度开始,在与强震群震中相应的位置上,明显出现沿北北西向的高P波速度异常体,在其周围为相对低速分布,呈现出低速条带环绕高速条带的分布格局,V_P/V_S在相同的位置上也表现为高值分布.这种结构上的差异可能与伽师强震群发生有密切关系.16 km深度的P波速度层析图表明,伽师强震群发生在地壳相对高速扰动区内或是高速扰动向低速扰动过渡的边缘,壳内高速体的存在为强震的孕育和发生提供了重要基础.     

分层均匀介质折射率廓线的重建

依据电磁逆散射理论，由频域的反射系数或时域的反射脉冲重建分层均匀介质折射率廓线。采用非线性重整化技术对利卡提方程进行化简，并由此导出反射脉冲与折射率廓线分布函数之间的关系。数值模拟结果表明，用非线性重整化技术重建折射率廓线具有物理图象清晰、精度高、抗噪声干扰及简便快捷的优点。     

济南边界层风廓线雷达与L波段雷达大风探空测风对比

基于相同站点的济南边界层风廓线雷达(WPR)和L波段雷达大风探空测风(以下简称LW)资料,采用相关、拟合、廓线分析等方法,系统地对比两者大风(≥10.8 m·s~(-1))数据的各统计特征、相关性、时空变化规律的异同。结果表明:(1)两者u分量、v分量、风向、风速的相关系数分别为0.973、0.965、0.994、0.665,标准偏差分别为2.04 m·s~(-1)、2.88 m·s~(-1)、10.82°、2.53 m·s~(-1),大风数据相关性总体较高,且相关系数风向优于风速的、降水样本优于非降水的,表明WPR观测大风数据可信、降水期间WPR水平大风数据可以使用。(2)两者大风风向、风速基本一致,但在低层差异较高层的大,尤其是340 m及以下高度层更显著,降水、非降水、全部样本在2980、1900、2740 m以下WPR风向值均略小于LW,而在1300、2740、1660 m以下WPR风速值均略大于LW。(3)两者资料互补性总体较好,大风风向、风速、v分量差值随高度变化符合对数律递增或递减规律,但u分量需分段拟合;在进行回归方程求算和资料互补时,应考虑差异随高度等的变化。     

多普勒天气雷达风场退模糊方法的研究

文章提出了对多普勒天气雷达的风场信息进行预处理的“K-邻域频数法”,该方法物理统计意义比较明确,能够有效地处理风场信息中的“噪声”问题。在此基础上,设计了单径向的速度扩展算法,并提出了“双径向-双切向”的方法, 其效果与美国WSR-88D。NSSL和FSL的算法相当。该文还设计了一个界面十分友好的人机交互方法,可以达到约90%以上的速度扩展正确率,是对传统的人机交互方法的极大改进。     

一次降雨过程风廓线雷达特征

为应用风廓线雷达监测降水天气,通过对2006年南京地区一次春季降雨过程的边界层风廓线雷达探测数据和自动站雨量数据进行对比分析和相关性统计,研究了降水发生、维持和消亡期间风廓线雷达资料的变化特征,分析风廓线雷达垂直速度、速度谱宽与降雨强度之间的相关性。结果表明：当降雨临近时,风廓线雷达水平风廓线上的空洞逐渐消失,当降雨结束时空洞再次出现,且伴随着低空急流的出现降水明显增强。随着降雨的发生,风廓线雷达产品的垂直速度、速度谱宽和折射率结构常数值均明显增大。整个降水期间,550 m高度层以下的垂直速度与降水量存在显著线性负相关,450-950 m高度层之间的速度谱宽与降水量存在显著线性正相关,可见垂直速度、速度谱宽的变化与降水强度关系密切;当垂直负速度变小或速度谱宽变大时,降水增强的可能性增大。研究结果揭示了风廓线雷达垂直速度、速度谱宽与降雨强度之间的内在联系,可为风廓线雷达应用于降雨天气的监测。     

Development of Emission Models and Improvement of Emission Data for Germany

Measurements and model developments with the objective to improve the quality and resolution of estimations of anthropogenic emissions are described. Measurement results on a chassis dynamometer were used to determine VOC profiles for exhaust gas emissions of passenger cars for different vehicle and fuel types and different driving modes. Further measurements resulted in emission factors and VOC profiles for lignite burning in residential stoves. Using remote sensing techniques benzene emission factors of gas stations and the efficiency of gasoline vapour recovery systems were measured.To improve the quality and the spatial and temporal resolution of emission data, emission models were improved or modified. This was done by elaborating and applying new methods for important emission source categories (e.g., solvent use, road traffic, small combustion) as well as including new data sources in the calculation routines (e.g. emission statements, land use data, import/export indices of solvents). Simultaneously considerable progress was made improving temporal and spatial allocation functions and VOC profiles. With these improvements a large number of anthropogenic emission data sets for 14 different grid projections in Germany and Europe have been generated. An emission scenario for Germany for 2010 suggests that considering air quality directives from the EU and Germany which are in force or in pipeline, German emissions of VOC and NO_x will decrease, but still exceed the national emission ceilings of the EU-NEC directive.     

南亚高压与华北夏季降水的关系

利用1958-1997年40年华北地区逐月降水资料与南亚高压的特征参数进行比较,分别检验了同一年6月南亚高压中心经度和前一年6月高压中心强度与华北夏季降水的相关性。从100hPa流场形势、低层到高层速度势和流函数的上下配置、辐合辐散风场以及涡旋风场的高低空配置等不同方面讨论了南亚高压对华北夏季降水的影响机制。结果表明,如果当年6月南亚高压的位置偏西,华北夏季降水就有可能增加。     

An Analytical one-Dimensional Second-Order Closure Model of Turbulence Statistics and the Lagrangian Time Scale Within and Above Plant Canopies of Arbitrary Structure

An analytical one-dimensional second-order closure model is developed to describe the within canopy velocity variances, turbulent intensities, dissipation rates, Lagrangian time scale and Lagrangian far field diffusivities for vegetation canopies of arbitrary structure and density. The model incorporates and extends the model of momentum transfer developed by Massman (1997) and the model of within canopy velocity variances developed by Weil (unpublished) from the second-order closure model of Wilson and Shaw (1977). Model predictions of within and above canopy velocity variances, turbulent intensities, dissipation rates and the Lagrangian time scale are in reasonable agreement with previously measured or estimated values for these parameters. The present model suggests that the Lagrangian time scale and the far field diffusivity could be strongly dependent upon foliage structure and density through the foliage effects on the velocity variances. A simple formulation for the Lagrangian time scale at canopy height is derived from model results. Taken as a whole, the present model may provide a relatively simple way to incorporate turbulence parameters into models of soil/canopy/atmosphere mass transfer.