基于广义帕累托分布的地震震级分布尾部特征分析

极值理论在地震危险性分析中有着重要应用,发震震级超过某一阈值的超出量分布可以近似为广义帕累托分布.基于广义帕累托分布给出了若干地震活动性参数的估计公式,包括强震震级分布、地震复发周期和重现水平、期望重现震级、地震危险性概率和潜在震级上限等;以云南地区震级资料为基础数据,讨论了阈值选取、模型拟合诊断和参数估计;在此基础上计算了该地区的地震活动性参数.结果表明,广义帕累托分布较好地刻画了强震震级分布,通过超阈值(POT)模型计算的复发周期与实际复发间隔统计基本一致,高分位数估计在一定阈值范围内表现稳定,为工程抗震中潜在震级上限的确定提供了一种途径.     

Incorporating elevation in rainfall interpolation in Tunisia using geostatistical methods

Abstract

This paper compares the performance of three geostatistical algorithms, which integrate elevation as an auxiliary variable: kriging with external drift (KED); kriging combined with regression, called regression kriging (RK) or kriging after detrending; and co-kriging (CK). These three methods differ by the way by in which the secondary information is introduced into the prediction procedure. They are applied to improve the prediction of the monthly average rainfall observations measured at 106 climatic stations in Tunisia over an area of 164 150 km² using the elevation as the auxiliary variable. The experimental sample semivariograms, residual semivariograms and cross-variograms are constructed and fitted to estimate the rainfall levels and the estimation variance at the nodes of a square grid of 20 km?×?20 km resolution and to develop corresponding contour maps. Contour diagrams for KED and RK were similar and exhibited a pattern corresponding more closely to local topographic features when (a) the network is sparse and (b) the rainfall–elevation correlation is poor, while CK showed a smooth zonal pattern. Smaller prediction variances are obtained for the RK algorithm. The cross-validation showed that the RMSE obtained for CK gave better results than for KED or RK.

Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor C. Onof

Citation Feki, H., Slimani, M., and Cudennec, C., 2012. Incorporating elevation in rainfall interpolation in Tunisia using geostatistical methods. Hydrological Sciences Journal, 57 (7), 1294–1314.     

伊犁河谷天然植被覆盖度的变化特征分析

利用2000-2015年植被生长季(4~10月)MODIS/NDVI产品反演生成同时相的植被覆盖度数据,运用趋势性分析方法和皮尔逊相关系数法,进行了不同类型自然植被覆盖度时空变化特征及其与降水量、平均气温的驱动因素分析。结果表明从多年平均状态看,针叶林的植被覆盖度高于其他天然植被,灌丛类的最低,荒漠和灌丛类的植被覆盖度总体呈递增趋势;从年际尺度上看,草原和灌丛类植被对气温和降水量的响应规律大致呈反方向;不同类植被在春季(4月)对气温和降水量反映的差异性最大,与春季为新疆融雪高峰期有一定关系。     

1960—2020年内蒙古荒漠草原连续无降水日变化特征分析

基于内蒙古荒漠草原9个气象站逐日降水和美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)/美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)再分析资料,利用统计方法分析了该地区1960—2020年连续无降水事件变化特点及异常年份环流特征。结果表明:(1)连续无降水事件最多出现在夏季,但平均持续日数和最大持续日数在夏季最短,短期连续无降水事件和较长期降水事件相间出现是夏季降水分配格局,而其他季节则相反。(2)研究区年均无降水日数为304.1 d·a^?1,年均连续无降水事件次数为39.6次·a^?1,年均连续无降水事件平均持续日数为8.0 d·a^?1,年均最大持续日数为43.7 d·a^?1。(3)近61 a连续无降水事件3个参数变化不显著,但2005—2020年连续无降水事件次数显著增加而平均持续日数则显著减小。(4)年平均持续日数和最大持续日数均与连续无降水事件次数呈显著负相关关系,而平均持续日数和最大持续日数呈显著的正相关。(5)异常连续无降水事件期间对流层中高层有明显的温度、湿度和高度异常。     

日平均计算方法对气温统计值的影响

为了弄清不同日平均计算方法对气温统计值的影响,利用陕西6个基准站的定时气温资料分别进行24次观测与4次观测,以及4次与3次观测值计算所得日平均气温计算值的差异分析,并对1961-2010年的3次、4次、24次计算的年平均气温序列进行均一性的惩罚最大F检验(PMFT).结果表明:24次气温定时值计算的日平均气温均值高于4次值,平均差值为0.13℃,标准差为0.39℃,两者差值在秋季较大.4次比3次日平均气温值平均偏低0.14℃,标准差为0.85℃,一年中,夏季差值最大.不同次数的日平均气温计算方法可引起月、年平均气温值0.2℃甚至以上的升降.24次气温值的使用可以使单站的气温增暖速率提高0.03～0.04℃/10a.但日平均气温计算方法的改变不会造成气温序列的非均一.     

基于标准有效温度和不舒适指标研究南京热舒适状况

采用标准有效温度和不舒适指标,分析了南京市热舒适状况。以南京市2010年全年的逐时气温和相对湿度资料为基础,计算了2010年逐月每小时气温和相对湿度平均值。通过假定在均匀的环境条件下,遮阴的室内,伏案工作活动量为1.0 met,夏季服装热阻为0.6 clo,春、秋、冬季服装热阻为0.9 clo,室内风速约为0.125 m/s,计算出各月逐时标准有效温度和不舒适指标。结果表明,南京市的热舒适状况具有明显的季节变化和日变化特征。季节变化特征显示：夏冬两季热舒适度偏低,夏季平均标准有效温度和不舒适指标分别为27.6℃和0.7,人体感觉偏热;冬季平均标准有效温度和不舒适指标分别为9.4℃和-2.8,人体感觉偏冷;春秋两季热舒适度指数高,春季平均标准有效温度和不舒适指标分别为19.7℃和-0.8,秋季为17.2℃和-1.3,人体普遍感觉舒适,但舒适期持续时间短,全年约62天。就日变化特征而言,冬季白天人体热舒适度普遍高于夜间,夏季则相反。上述结果能够较好地反映南京市人体的普遍热舒适感,可为旅游、建筑、医疗、交通等相关行业和部门提供参考。     

地基GPS水汽反演昆明地区加权平均温度的模型建立

本文根据长期的气象探空资料通过数值积分的方法算出每个时次的加权平均温度,然后在此基础上对Bevis回归经验公式进行订正;在加权平均温度模型的建立中,计算公式中系数a、b的求解由计算软件根据最小二乘原理快速结算。最后通过相应的数据模拟计算证明这种方法可以确定出适合昆明本地区的加权平均温度计算模型。     

应用和达法测定福建古田水口水库ML4.8级地震序列波速比

应用和达法测定福建古田水口水库ML4.8级地震序列的波速比,其计算的相关系数较高,测得的波速比值具有较高的可信度。通过分析ML4.8级主震前后的波速比发现,在前震期经历了相对稳定—低异常值—回升—加速上升—高异常值—主震发生的过程;余震期波速比高、低异常值增多,且差异有逐渐加大趋势。     

基于高铁网络的中国省会城市经济可达性

基于列车时刻表中的省会城市间交通时间以及相应票价数据和各省市城镇居民家庭人均收入数据,以铁路服务价格、城镇居民消费铁路服务能力两方面为突破口,分析高铁网络对中国省会城市经济可达性的影响。结果表明：① 高铁网络不同程度地提升了省会城市铁路服务价格,降低了铁路服务价格与时间可达性的相关性,同时改变了铁路服务价格的分布格局。② 城镇居民消费铁路服务能力等级差异明显,其中收入水平发挥着决定性作用,而铁路服务价格的影响也不容忽视。③ 高铁网络缩小了“所有城市”铁路服务价格、铁路服务消费能力分布的不公平性,但扩大了“高铁城市”铁路服务价格、铁路服务消费能力分布的不公平性;铁路服务消费能力分布的不公平程度高于铁路服务价格分布的不公平程度。     

1951-2010年中国季平均降水高精度曲面建模分析

利用1951-2010年中国711个气象观测站的月降水资料,对多年季平均降水根据中国农业气候类型进行分区模拟。针对中国降水特点,首先分析了影响各分区降水的地理、地形因素及局部地形因素,利用多项式回归和逐步回归的方法对各分区降水进行了趋势拟合;在此基础上,采用改进的高精度曲面建模(HASM)方法,对各模拟区域去掉趋势后的残差进行迭代修正,并比较验证了模拟效果。同时,为保证HASM在边界附近的模拟精度,根据区域内站点间的距离,对每一分区设置一个缓冲区,将HASM实际插值区域扩展为缓冲区内的部分。模拟结果表明:HASM方法的模拟精度在不同区域不同季节内均比经典的插值方法模拟精度高。利用上述方法分析了同一季节各分区降水的分布特点,并模拟了不同季节内多年平均降水的空间分布状况,模拟结果符合我国降水的实际分布特点。