Outlier detection algorithms and their performance in GOCE gravity field processing

The satellite missions CHAMP, GRACE, and GOCE mark the beginning of a new era in gravity field determination and modeling. They provide unique models of the global stationary gravity field and its variation in time. Due to inevitable measurement errors, sophisticated pre-processing steps have to be applied before further use of the satellite measurements. In the framework of the GOCE mission, this includes outlier detection, absolute calibration and validation of the SGG (satellite gravity gradiometry) measurements, and removal of temporal effects. In general, outliers are defined as observations that appear to be inconsistent with the remainder of the data set. One goal is to evaluate the effect of additive, innovative and bulk outliers on the estimates of the spherical harmonic coefficients. It can be shown that even a small number of undetected outliers (<0.2 of all data points) can have an adverse effect on the coefficient estimates. Consequently, concepts for the identification and removal of outliers have to be developed. Novel outlier detection algorithms are derived and statistical methods are presented that may be used for this purpose. The methods aim at high outlier identification rates as well as small failure rates. A combined algorithm, based on wavelets and a statistical method, shows best performance with an identification rate of about 99%. To further reduce the influence of undetected outliers, an outlier detection algorithm is implemented inside the gravity field solver (the Quick-Look Gravity Field Analysis tool was used). This results in spherical harmonic coefficient estimates that are of similar quality to those obtained without outliers in the input data.     

World-wide synthetic tide parameters for gravity and vertical and horizontal displacements

The response of the Earth’s crust to the direct effect of lunisolar gravitational forcing is known as the body tide. The body tide is superimposed by surface-loading forces due to the pressure of the periodically varying ocean tide acting on the Earth, called ocean tide loading (OTL). Both body tide and OTL can be decomposed into components of the same frequency known as tidal parameters. However, OTL is more complicated than body tides because of the dynamic effects of the ocean. Estimating OTL requires a model of the ocean tides and knowledge of the elastic properties of the solid Earth. Thus, synthetic tide parameters (amplitude factors and phase leads) have been developed here on a world-wide grid for gravity and positional displacements. The body tide contributions were added to the oceanic contribution to provide the Earth tide response. The accuracy and reliability of the synthetic tidal parameters have been estimated by comparing observed gravity and vertical-displacement tide parameters with those interpolated from our synthetic model, which shows good agreement. Tests also indicate that the synthetic tide parameters provide realistic gravimetric and displacements for practical use in tidal prediction.     

淮河流域土壤湿度异常的时空分布特征及其与气候异常关系的初步研究

利用中国东部1990~2000年旬平均土壤湿度、降水和气温观测资料，通过对0~50 cm层次土壤湿度进行旋转主分量分析 (REOF)，重点分析了淮河流域土壤湿度的时空分布特征, 并初步研究了土壤湿度与前期、同期和后期不同时段降水与气温的关系。发现春季以30 cm为界，30 cm以上各层土壤湿度异常的第一旋转空间模态十分相似, 其大值中心主要位于淮河流域，而30 cm以下 (30~50 cm) 各层的第二旋转空间模态与之亦十分类似, 因此称该模态为“淮河型”，而夏季和秋季虽然该模态也很显著, 但特征不如春季突出。该模态在各层次土壤中具有明显的持续性特征，均存在40旬左右的显著周期；并与前期和同期降水（气温）呈显著正 (负) 相关关系，与约半年后的降水 (气温) 呈负 (正) 相关关系。     

波包传播诊断的理论基础和计算方法

文中提出了一种新的利用实际观测资料研究波包传播的诊断方法 (WPD) ,并通过理想资料和实际资料的计算证明了该方法的可用性和广泛性     

河南省农业气象情报资料处理系统

根据实际业务工作的需要,使用C++Builder可视化开发工具,开发了Windows环境下的河南省农业气象情报资料处理系统,该系统具有报码分析、文本生成和图形显示等功能.     

近百年中国东部夏季降水的时空变率

利用中国东部25°N以北28个站1880-1999年夏季季降水序列,用旋转复经验正交函数（RCEOF）方法,研究了中国东部地区百年干湿的时空演变规律。结果表明,夏季降水空间变率大值区依次为:长江中下游地区、淮河流域、江南、华北、西南及东北。除西南外的5个关键区大体上反映了从6月到8月夏季雨带自南向北椎进所滞留的地区。旋转空间位相分布揭示了长江中下游地区、江南、东北的旱涝异常主要表现为驻波振动特征;而淮河流域、华北、西南地区显示出降水异常信号具有部分的行波特征。尤其第4空间模显示出旱涝异常信号从东北南部可沿着黄淮下游传到长江下游地区。对于近百年中国东部地区夏季于湿变化,长江中下游地区、淮河流域、华北及东北四个地区都存在20-25年时间尺度的周期振荡;长江中下游地区及华北地区都存在准60年时间尺度的振荡周期;东北地区主要表现出36年时间尺度的振荡周期;淮河流域存在明显的70-80年时间尺度的振荡周期;华北地区存在的11年时间尺度的振荡周期恰好与太阳黑子活动的11年周期相一致。在年代际时间尺度（包括次年代际时间尺度）上,长江中下游、淮河流域及华北地区的夏季降水的变化与太阳活动有显著的正相关。     

当代气候研究计划

就气候系统问题，国际上与气候及其变化有关的重要科学计划、尤其是气候变化及可预报性研究（CLIVAR）计划，作了简要介绍，同时还就气候预测问题作了讨论。     

暴雨时程方程在中吉乌铁路(中国段)暴雨估算中的应用

根据中吉乌铁路（中国段）沿线10多个气象水文观测站40多年（建站至2000年）各历时最大降水量资料，对中吉乌铁路（中国段）暴雨强度进行系统的研究。应用熵气象学导出的暴雨时程方程，预测了中吉乌铁路（中国段）各历时最大降水量。这对于中吉乌铁路（中国段）工程设计和施工及未来铁路客运等具有重要的科学意义和工程价值。     

东亚地区春冬季与夏季大气环流异常相互关系的研究

利用1951~2000年共50年的北半球500 hPa月平均高度距平场资料和奇异值分解技术（SVD），重点对东亚地区季节间大气环流异常的相互关系进行了初步探讨。结果表明，东亚地区季节间大气环流异常存在着较为密切的关联，并且这种明显的非同步联系具有时空相关显著的特点，尤其是夏季大气环流异常与其前冬和前春大气环流异常的联系更为密切。当前冬和前春北半球东亚大槽和北美大槽及蒙古高压偏强（或偏弱），极涡偏弱（或偏强），中高纬度盛行经向环流（或纬向环流），以及低纬和热带地区高度正距平（或负距平）明显时，则对应于夏季东亚地区西太平洋副高和鄂霍次克海阻高强度偏强（或偏弱），位置偏南（或偏北），贝加尔湖阻高强度也偏强（或偏弱），但位置偏西（或偏东）的大尺度环流形势出现。当春季北半球大气环流具有上述特点以及夏季鄂霍次克海阻高和西太平洋副高强度偏强（或偏弱），位置偏南（或偏北），且极涡较弱（较强）时，则东亚地区秋季大气环流对应于蒙古高压加强（或较弱），西太平洋副高减弱（或加强），并向南和向东移动（或移动较慢），极涡向南扩散（或扩散减弱），大气环流向冬季过渡加快（或减慢）。另外，大气环流异常还具有一定的持续性特征。     

油田污水中Fe2+,S2-,DO及pH值对HPAM-酚醛CDG成胶性能影响的研究

在对河南油田双河矿区油田污水进行全分析的基础上，研究了污水中Fe^2 ,S^2-，溶解氧（DO）及污水的pH值对有机交联体系聚丙烯酰胺（HPAM）－酚醛胶态分散凝胶（CDG）成胶性能的影响。研究结果表明，Fe^2 ,S^2－，DO及污水的pH值对HPAM－酚醛体系的成胶性能都有影响当ρ（Fe^2 )=1.6mg/L,ρ（S^2-)=0.1mg/L,ρ（DO）=1.6mg/L，HPAM－酚醛体系就不能成胶；随着污水pH值的增大，CDG强度变弱。