基于背景场的地震亮温异常时空演变分析——以2014年新疆于田Ms7.3级地震为例

本文处理了新疆地区2010~2014年的FY-2E卫星热红外亮温数据,基于构建的亮温背景场资料,对2014年2月12日新疆于田Ms7.3级地震前地表红外亮温的时空分布和演变特征进行了分析。研究发现震前亮温异常主要呈条带状分布于塔里木盆地西南缘和东南缘地区,其位置和走向均与于田地震所处断裂带相吻合;异常出现在2014年1月27日(地震前16天),一直持续到2月2日(地震前10天),之后迅速消失;亮温异常十分明显,异常出现时亮温均值相比背景值增幅达8K～10K,异常值增幅可达20K以上。此次亮温异常现象在时空演变的各个方面均与于田地震具有很好的相关性,亮温背景场资料对于地震异常提取具有一定参考价值。     

MODIS近红外资料反演大气水汽总含量

遥感反演大气水汽总含量对于研究水循环、全球气候变化、天气预报、遥感大气校正等具有重要意义。本文考虑了卫星扫描视场角的影响,实现并改进了用MODIS近红外资料反演大气水汽总含量的两通道比值反演模式,并用辐射传输模式定量讨论了误差。结果表明,反演值和探空均方根误差RMS=0.29 g/cm2,相关系数在92%。对月平均水汽分布的比较显示,反演水汽总含量与MODIS产品的分布是一致的,且更为合理。     

中国半干旱区一次冰雹天气过程分析

利用NCEP再分析资料、CLDAS-V2.0降水产品、单站雷达、FY-2G红外云图等资料,对2017年6月20日兰州地区的一次冰雹天气过程进行了天气学诊断分析.结果表明, 2017年6月亚洲中高纬度气候异常,极涡位置明显偏南,黑海以东至鄂霍茨克海有东风异常,青藏高原至江淮地区低值系统活动频繁,西北地区易受冷空气入侵;副热带高压偏强、偏西,利于水汽向西北内陆输送,为此次冰雹的发生提供了有利条件.分裂南下的蒙古冷涡是本次冰雹过程的主要影响系统;物理量场分析表明,低层有明显的水汽辐合,底层辐合、高层辐散为冰雹云的发展提供了动力抬升条件;大气层结上冷下暖、上干下湿,近地层存在逆温层,利于不稳定能量积累; 0℃层与-20℃层高度、厚度适宜,适合冰雹生长;卫星、雷达资料表明,黑体温度低值区、强回波中心与冰雹落区对应较好,可作为强雷雨或冰雹天气的预警指标.     

贵阳地区一次春季暖切变型飑线的云图分析

利用GMS-5卫星红外、水汽图像及TBB等值线和常规资料叠加,对贵阳地区2001年4月19日发生的一次暖切变型飑线过程云图演变特征和触发机制进行分析,发现:发展成熟的飑线为带状;冷云区(TBB≤-32℃)面积最大时,云顶最低亮温不是生命史的最低亮温;强对流天气出现在MCS开始形成到冷云区面积最大时的时段,剧烈天气出现在TBB等值线密集区;飑线是在地面暖湿气团和暖干大陆气团分界限即干线上形成的;水汽图像暗区与较浅灰暗区交汇处和交汇时间对MCS形成位置和时间有一定指示作用.     

基于卫星红外遥感的云顶高度反演算法综述

针对近年来利用卫星可见和红外波段遥感数据反演云顶高度的算法,对国内外研究进展和存在的问题进行综述。首先,主要介绍以红外窗区和CO_2吸收技术为主的红外波段反演算法;在此基础上,进一步介绍目前相关国家和地区的业务算法,对这些方法在实际应用中的优缺点予以评述,提出针对中国地区云顶高度反演的解决方案。将来,有发展前途的方法为基于红外分裂窗的查算表法,利用静止卫星的分裂窗数据及极轨卫星云廓线雷达数据,建立基于分裂窗亮温差和11μm通道亮温的云顶高度查算表,根据分裂窗亮温差和11μm亮温查表得到云顶高度。     

文安地震前卫星热红外亮温变化

利用MODIS卫星热红外数据和静止卫星热红外遥感亮温资料,对2006年河北文安5.1级地震进行时间特征和空间特征两种异常分析方法。研究表明,地震前一个月左右,透热指数和异常比值同时出现高值异常,而地表的亮温增温异常区与未来发生的地震震中较为接近。     

影响GMS-5多通道亮温差的因子初探

结合大气探测和大气辐射传输的基本原理 ,应用统计分析的方法 ,探讨影响 GMS- 5多通道亮温差DT12 和 DT1W的因子。分析表明 ,云高 DT1S在一定范围内 ,云顶波动方差 STb越大 ,DT12 、DT1W也越大 ,同时指出逆温层是亮温差逆转的主要条件。所得结果为定量化分析云高及云识别提供了一种线索和依据     

基于Himawari-8卫星的沙尘监测

Himawari-8卫星宽波段覆盖、高频次观测的特点可以在沙尘暴动态监测中发挥重要作用。基于Himawari-8卫星的可见光红外辐射计(advanced himawari image,AHI)的波段设计,通过对典型地物以及多类型沙尘光谱特性和多波段亮温差均值单倍标准差的分析,提出中红外和热红外通道亮度温度差值的组合阈值法进行沙尘遥感监测。运用多个区域多个时相的Himawari-8卫星数据开展了沙尘监测试验,使用臭氧探测仪(ozone monitoring instrument,OMI)监测的结果进行验证分析。结果表明,沙尘监测结果与臭氧监测仪监测的紫外气溶胶指数产品空间分布基本一致,可以达到较高的精度。     

GMS-5红外资料反演大气可降水量

建立了用ＧＭＳ－５红外亮温资料反演大气可降水量的分裂窗统计法。初步试验结果表明,分裂窗统计法反演的ＲＭＳ误差为０．３７ｇｃｍ－２。优于用ＧＯＥＳ的分裂窗资料反演可降水量的精度,达到或超过用ＡＶＨＲＲ分裂窗资料反演可降水量的精度。对月平均水汽分布的比较显示,反演可降水量分布与实际探空资料获得的分布是一致的。     

GMS-5水汽云图的特点及应用初探

应用辐射传输的基本原理,阐述了日本GMS-5静止气象卫星新增水汽探测通道的特点,分析了水汽云图所包含的气象信息.用红外窗区资料减去水汽资料,得到参数DT,并结合红外窗区云图资料和地面观测资料,讨论了DT与局地降雨过程及降雨量之间的关系.初步分析表明,DT与降雨存在较好的相关关系.     

安徽省副高控制下对流云特征分析

收集2001、2002年5-10月副高控制下安徽省对流云个例.通过分析卫星云图上,对流云发生发展过程中云顶亮温、面积、几何形态等特征物理量的变化,来分析揭示这一天气背景下安徽省对流云特征.并通过分析对流云发生的地理位置,寻找对流云易发区.统计结果显示,在这一天气背景下,安徽省境内的对流云团中以在局地生消、短生命史的对流云为主.     

银川市大气逆温特征对空气污染物浓度的影响

通过对银川市2013-2015年逐日探空观测资料及同期银川市六个监测站点的污染物浓度逐时监测数据,对银川市的低空温度层的特征进行了分析,并结合统计数据,分析了逆温层的特征与四种主要空气污染物(SO₂、NO₂、PM10、PM2.5)浓度之间的关系。结果表明,银川市主城区在全年的四季中均有逆温层的存在,但是冬半年逆温发生的频率高于夏半年;逆温层厚度冬季较厚、夏季较薄,逆温强度秋季最强、夏季最弱。通过污染物浓度与逆温特性的相关度分析,发现四种主要空气污染物的浓度与逆温层存在相关性,其中,其浓度与逆温层厚度呈正相关,与逆温层强度呈负相关。这说明银川市低空大气逆温层结状况是影响当地空气污染程度的主要因素之一。     

基于复杂地形下月平均气温分布式模拟的山区逆温研究

山区实测资料短缺对研究山地逆温带来不便,利用复杂地形下月平均气温分布式模型模拟的气温结果,对天山、哀牢山、武夷山山区逆温的高度、厚度、强度进行了研究,描述了逆温的时空分布规律,并对其成因进行了简要分析。研究结果表明各山都存在多层逆温,相比山体上部来讲山脚逆温出现频率高,强度较大,厚度达到400 m。不同坡向逆温出现的海拔高度、厚度、强度不同,但不同年份的总体走势变化不大。经过对比,证明利用复杂地形下月平均气温分布式模型得出的逆温结果与前人成果具有一致性,能较好地反映出我国不同气候区域山地区逆温随坡向的分布和季节变化特征,对局地小气候的特征规律也能够较好的表达。     

兰州大气污染物浓度与局地气候环境因子的关系

利用2000年12月10～l7日在兰州市城区的大气边界层观测资料以及同期的污染物浓度监测资料、自动气象站观测资料和常规气象站辐射观测资料等，通过山谷内市区污染物浓度变化与山谷外对照点的比较，研究了兰州市城区污染物浓度的变化特征；分析了对应时期兰州市山谷气候环境因子和特征参数的变化。结果发现，大气中污染物对太阳辐射的吸收增温与白天大气逆温层之间有明显的正反馈机制，而且这种反馈机制在白天大气逆温层的形成和发展过程中起主导作用；讨论了兰州市山谷大气污染物浓度与大气逆温、水平风速、Froude数和边界层稳定度参数之间的简单关系。     

2008年广东及周边海域暴雨期间强对流活动时空分布特征

综合利用逐时FY-2C 卫星红外亮温(TBB) 资料、广东6 部雷达资料和香港提供的地闪资料, 对2008 年5?6月广东及周边海域深对流活动的时空分布及演变特征进行分析, 以考察对流系统的活动和强降水的关系, 并对比分析了TBB、雷达资料和闪电三者所表征对流系统特征的差异。分析结果表明2008 年前汛期我国广东及周边海域对流活动具有如下特征:1) TBB、雷达回波和地闪资料所表征的对流活动都与 4 个强降水阶段有明显的对应关系, 并有明显的持续性, 3种资料都反映出第3阶段(6月12?14日)强对流活动和降水最强, 但地闪密度分布与TBB、雷达回波有显著的差异; 2)对流活动的日际和日变化都表明TBB≤-52℃频率、雷达回波所追踪的对流风暴次数、地闪密度和降水的峰值对应基本一致; 3)对流活动的日变化特征表明山地和海洋的对流活动在性质上存在差异; 海上的对流活动早于陆地, 海岸线附近是对流活动的过渡带, 对流活动最频繁, 夜间也有较多的对流活动;4) 地闪资料更多地反映尺度较小生命史较短的对流活动, 雷达回波和 TBB 资料则更能反映尺度较大生命史较长的对流活动。     

交汇区水流结构对水温分布特征的影响机理

为分析交汇区复杂的水温分布规律及其受水流结构影响的机理,采用Fluent数值模拟软件,通过改变汇流角和汇流比,模拟了不同条件下交汇区的时均流场、紊动特性和水温分布,分析了各工况下交汇区水平面及断面水温分布特征(水温非均匀性指数)和水流结构特征参量(紊动能和涡量)间的关系,探究了不同水流结构对水温分布的影响机理。结果表明:水流剪切影响热掺混层的位置,二次环流影响热掺混层的形态;汇流角或汇流比越大,断面非均匀指数越小,水温掺混越快,热掺混层随剪切层位置的改变越靠近外岸壁(交汇口对侧壁面),热掺混层弯曲程度随二次环流强度增大而增大;紊动能及涡量与断面非均匀指数之间呈现良好的线性关系。     

高密度面波法在堆石体结构密实度检测中的应用

针对高密度面波法在堆石体结构密实度检测中的检测指标及评价标准问题,基于堆石体结构的典型功能层结构建立2维有限元模型,综合考虑了不同密实度类型,模拟高密度面波检测过程,并对数值模拟结果进行频散分析,建立在不同密度堆石层中波的传播速度与堆石体结构密实度的相关关系.以吴淞导堤堆石坝为对象,实施高密度面波法现场数据采集及分析,详细介绍了堆石体结构检测中的实施过程及数据处理方法,通过频散分析及构造反演,得到导堤结构的速度 深度分布,并利用速度-密实度相关关系对导堤结构密实度的空间分布进行了评价.     

人工模拟沙尘气候环境下线路绝缘子积污特性研究

以沙尘暴环境下线路绝缘子的积污特性为研究对象,依托自建的人工沙尘暴环境模拟实验系统,开展了沙尘暴气候环境下线路绝缘子的模拟实验.在此基础上,重点研究了绝缘子的基本积污特性和污层分布规律,主要包括不同伞裙位置积污量对比及分析,同组大、小伞之间积污量对比及分析,沙尘流速、沙尘持续时间对伞裙表面积污量的影响.研究结果表明:在仅考虑流场作用的条件下,伞裙位置对其表面积污无明显影响;大伞表面的积污量要比小伞表面轻;显著影响积污量的因素是沙尘流速和沙尘持续时间;在特定流速和时长下,表面积污量存在最大值.以上有关结论对于沙尘暴气候条件下线路绝缘子外绝缘特性的深入研究具有积极意义.