2022汤加海底火山活动的测高海面观测异常分析

2022年1月14日—2022年1月15日,汤加海底火山发生剧烈喷发并造成全球性海啸,引起了国际广泛关注。针对汤加火山喷发引起的海洋环境异常综合观测,本文提出了利用Jason-3测高卫星数据研究火山喷发对海洋环境的短期和长期影响。针对短期影响,利用距离火山最近的弧段186的重复轨道,对比不同时间观测值,分析火山喷发时期海平面变化、有效波高和电离层总电子含量(TEC)异常。结果表明:卫星测高可观测到火山喷发引起的海面异常。火山喷发期间:海平面产生短期变化,原因可能与火山活动引起的波浪、海洋环境变化和海底地形变化有关;火山喷发引起部分海域有效波高显著增加,弧段186区域电离层TEC明显降低。针对长期影响,构建了研究区域内2016年2月—2023年2月共7年区域平均海面观测时间序列,并采用小波变换、奇异谱分析方法探测时间序列中的异常扰动,分析其与火山活动的关系,从而推断火山喷发活动对海洋环境的长期影响。结果表明:火山喷发可能会对海平面变化产生长期影响,海平面变化分布与俯冲带位置相关,其影响还与EI Nino和La Nina事件产生的影响耦合,需要更多资料进一步分析;另外,汤加火山喷发对研究海域内的平均有效波高和电离层TEC分布长期影响较小。

延庆西拨子洞体应变速率变化异常识别

1西拨子洞体应变观测概述。地壳形变与地震孕育发生有着紧密的联系,洞体应变观测仪(伸缩仪)是精密测量地壳岩体两点间水平距离相对变化的仪器,适用于观测地壳应变和固体潮水平分量的连续变化,定点应变潮汐连续观测数据可反映该区域地壳应力—应变状态的长期变化,为研究地震孕育过程中水平应变的变化规律提供数据。

基于方差变化率判据-四分位的风电场功率异常数据识别

风电场运行中产生了数量巨大的历史数据,而提升历史数据的质量是实现风电场高效智能运维的前提。为此,文中分析了风电场风功率数据的分布特征和形成机理,提出基于方差变化率判据-四分位法组合的风电场风功率异常数据识别方法。首先,利用物理规则对原始风功率曲线进行预处理,剔除明显异常的数据;然后,利用风功率方差变化率判据法识别并清洗风功率曲线的堆积型异常功率数据点,判据的阈值借助箱型图自动获取;同时,利用四分位法识别并清洗剩余的离散型异常数据点;最后,通过算例验证了所提算法的可行性。研究结果表明所提算法具有易实现、效率高和通用性强的优点,其异常识别效果优于局部离群因子(local outlier factor,LOF)算法和Thompson tau-四分位算法,其耗时比LOF和Thompson tau-四分位算法分别减少9.6 s和0.49 s,且在5个不同位置的风电场验证了所提算法的通用性。

GNSS水准测量法的长跨距跨河高程传递方法研究

针对常规跨河测量方法受场地及气象条件影响较大、效率低、工期长等实际工程问题,本文提出将全球卫星导航定位系统(简称“GNSS”)水准测量技术应用于长跨度的跨河水准测量,并根据实验场地的特点采用直线拟合模型实现对长跨距的跨河高程传递进行分析研究。结果表明:GNSS跨河水准测量应用于长跨距的高程传递具有可行性,该成果满足国家二等水准观测精度要求,对于类似跨河测量工程具有参考价值与借鉴意义。

雷达资料在孤立单体雷电预警中的初步应用

利用多普勒雷达资料,结合探空、闪电资料对2005年夏季北京地区的20个单体过程进行综合分析,结果表明:40 dBz是比较适合该地区雷电预警的一个雷达回波特征参量;在此基础之上,将0℃层结高度作为基础特征高度,并结合-10℃层结高度和强回波所占比例对孤立单体的雷电发生进行综合预警是一种较为接近实际应用的方法。根据以上分析,该文针对孤立单体能否发生闪电、以及闪电发生的起始时间给出了一个初步的预报方法,并利用22个孤立单体进行了检验。检验结果证明:该方法在对单体是否会发展为雷暴单体,以及雷暴单体中初次闪电发生时段的预报方面效果较好。同时还发现,雷暴单体中从25 dBz回波出现到单体的35 dBz回波厚度变化率达到极值的时间差,与雷暴中最早的云闪与最早的地闪之间的时间差,两者存在一定的线性关系。这为进一步预测地闪的发生提供了一个参考依据。

高层大气温度和高度场异常对我国地面气温和降水的影响

用SVD方法分析了NCEP/NCAR1958—1997年再分析资料中月平均的300hPa温度(下称"高层温度")和100hPa高度(下称"高层高度")距平场与中国160个测站的月平均地表气温(下称"我国温度")和月降水距平场的时滞和空间耦合关系,讨论了高层温度和高度距平场的空间分布和时间演变对我国气温和降水异常的影响。结果表明,高层温度和高度距平场的整体空间分布形势对中国气温和降水的影响明显,不同关键区的高层温度和高度距平场对我国不同区域的气温和降水异常有影响,具有明显的区域耦合特征。伊朗高原和青藏高原及其以南的热带低纬地区是高层温度和高度场的关键区。高层温度场对我国气温场和降水场的影响主要表现为年际变化,而高层高度场的影响主要表现为年代际变化。我国长江和黄河流域、华南和江南地区是受高层温度场和高度场异常影响最明显的地区。

近30年来黑龙江省气候变化特征分析

基于黑龙江省30个气象观测站的农业气象观测资料,利用气候倾向率和累积距平法,分析了1980-2009年黑龙江省年均温和年降水量的时空变化特征,以期揭示黑龙江省近30a来的气候变化规律。结果表明:(1)黑龙江省年平均气温呈上升趋势,气候倾向率为0.55℃/10a,从季节来看,以冬季升温最快,其中又以1月份升温最快(0.86℃/10a);(2)年降水量表现为明显的减少趋势,其中夏、秋2个季节降水减少显著;(3)年均温增温幅度在空间上总体表现为南高北低的趋势;年降水量减少幅度大的区域主要分布在松嫩平原南部和三江平原北部的大部分地区。

近50年气候和人类活动对锡林河流域径流的影响

气候变化和人类活动是影响河川径流变化的2大主要因素。基于1963—2011年锡林浩特水文站的实测水文数据资料,采用累积距平法(CA)对锡林河近50年径流年际变化序列的趋势进行分析,确定出2个拐点年份为1985和1999年,其中1999年为突变年,运用修正后的的累积量斜率变化率比较分析法(SCRCQ)定量计算了气候及人类活动对径流变化的贡献率。以初始研究阶段T1(1963—1985年)为基准期,不考虑潜在蒸散量变化的影响,T2(1986—1999年)和T3(2000—2011年)时期的降水量减少对于径流量减少的贡献率分别为26.30%和57.36%,人类活动对于径流量减少的贡献率分别为73.70%和42.64%;如果考虑潜在蒸散量变化,T2、T3时段的潜在蒸散量减少对于径流量减少产生的负贡献率分别为-23.47%和-52.25%,而人类活动对锡林河流域径流变化的贡献率分别增至97.17%和94.89%。显然,人类活动是该区间锡林河流域径流量减少的最重要的驱动因素。

杉木人工林南北坡向树高-胸径生长曲线研究

以SPSS为统计工具,将坡向分成南面坡和北面坡,对桃源县杉木人工林的胸径及树高曲线进行了拟合。Compound模型表明:同一胸径下,生长于南面坡的杉木,其树高和生长速度高于北坡;长势好的树木,具有更强的竞争力,生长速度更好。理论分析与实际情况相符,为杉木林的经营与管理提供了科学依据。

石羊河流域1951-2005年气候变化特征

运用区域空间和时间的平均视角,采用气候倾向率、距平、累积距平、5a滑动平均等指标,对石羊河流域1951-2005年气候变化过程进行了研究,初步探讨了气象要素的变化特征及规律。结果表明,过去50a,全流域及上、中、下游,降水量分别表现为减少、减少、增加、增加状态,上游以1962年为转折点明显减少,中、下游从90年代起出现明显增加;气温变暖趋势明显,其中下游增加程度最高,中游次之,上游最低,上、中、下游分别以1987、1997和1987年为转折点出现明显增加,尤其是2000年以来增幅较大;全流域及上、中、下游,风速呈下降、增加、下降、下降状态,上游在90年代增幅明显,80年代至今逐渐趋于平稳,中游以10年为周期波动变化,下游以1984年为拐点明显下降,2000-2005年为最低阶段;湿度呈下降趋势,50年代中期至60年代中期下降较为明显,中游在90年代末出现大幅度降低,1999-2005年为最低时期;目前中、下游干旱程度有所缓解,今后一段时间内,全流域干旱程度将逐渐改善。

小兴安岭天然次生林伐区伐根高度统计分析

对小兴安岭某林区在寒冷冰雪作业环境下的云杉、枫桦和冷杉伐根高度、作业坡度和伐根直径等进行调查,利用Excel和SPSS统计软件对测量后的数据进行线性分析。结果表明:采伐后云杉、枫桦和冷杉伐根高度高出规定高度的一倍之多;伐根高度与伐根截面直径的拟合度较其与作业坡度和直径变化率的拟合度低,并且伐根高度与伐根直径变化率存在负相关、与作业坡度存在正相关,说明树木径级不是影响伐根高度的主要因素,反而作业坡度越大,伐根高度越大,直径变化率越大,伐根高度越小。

不同处理对沟叶结缕草追播草坪春季返青演替的影响

研究结果表明,提高冬前追播的播种量、提前播种期、春季返青演替阶段降低追播草坪的修剪高度等,能显著加速追播草坪的春季返青演替,并显著提高返青演替阶段追播草坪的草坪质量。冬前播种量为30g/m2的处理返青演替速度和草坪质量显著快于和优于播种量为20g/m2的处理;播种期为11月5日的处理其返青演替速度和草坪质量显著快于和优于播种期为11月16日的处理;返青阶段修剪高度为2cm的处理其返青演替速度和草坪质量显著快于和优于修剪高度为3cm的处理。

皖北地区的气温变率研究

采用线性倾向估计、累积距平和突变检测方法,对皖北地区1958～2007年的四季、年气温资料进行综合分析。结果表明,近50 a皖北地区年平均气温呈明显的上升趋势,线性气温倾向率介于0.16～0.34℃/10a;最大增暖发生在冬季、春季;年代际变化趋势为先降后升,20世纪60～80年代,区域年温平均距平值均为负值,为相对冷期,90年代和2000～2007年2个时段的年温平均距平值均为正值,为相对暖期。突变分析结果显示,皖北地区的气温变化存在明显突变现象,突变时间发生在20世纪80年代末到21世纪初。

太湖典型水稻种植区近50年来气候变化特征及其对浅层土壤温度的影响

根据常熟市1960—2009年的气象资料及浅层土壤温度观测资料分析了太湖典型水稻种植区近50年来的气候变化特征及其对浅层土壤温度的影响,其中气候变化特征分析包括气候倾向率、气候突变和气候异常年份及年代际分析。结果表明近50年来研究区的气候变化特征明显:①研究区气温明显升高;气压、相对湿度、风速及累积日照时数降低;降水量和蒸发量年际间波动较为明显,且各季节的倾向率有正有负;②近50年来研究区有6个气象要素发生了气候突变,其中最为明显的是平均风速;③近50年来研究区各气象要素中出现异常年份最多的为平均相对湿度;异常年份出现次数其次的气象要素是累积蒸发量;异常现象出现最少的气象要素为平均风速;④随着土层深度的增加,平均地温对气候变化的响应逐渐减弱,各季节中平均地温对气候变化的响应在秋季最弱。平均地表温度、平均5cm地温、平均20 cm地温与平均气温及平均最高气温、最低气温均存在着显著的相关关系。

预测发震时间的水氡滑动变化率值及其检验

介绍了水氡滑动变化率的计算公式 ,滑动变化率的演化与地震时间的统计关系 ,据此给出了水氡滑动变化率值发震时间预测的步骤、判断指标和方法。结合震例 ,对预测效能进行了评价。检验性预测结果表明 ,预测的发震期限为 1～ 1 2个月 ,平均 5.1个月。

1998年1月10日张北-尚义6.2级地震地下水位异常的检验性预测

分析了距张北-尚义Ms6.2地震震中110km范围内，内蒙古自治区前兆台网地下水位高值异常特征。利用水化前兆标志及判定方法探讨了水位高值异常与张北-尚义地震的关系，并对其判定指标进行了统一约定，分别用异常频次累加加速判别指标值和异常频次综合变化速率值二项指标对张北-尚义Ms6．2地震进行了中期、短期、短临尺度的检验性预测。张北-尚义Ms6．2地震的发震时间基本符合判断结果，指出地下水位高值异常是1998年1月10目张北-尚义Ms6．2地震的前兆反映。

蚌埠市近50年降水变化特征分析

利用1957～2007年的降水资料,分析总结了蚌埠市近50年来的降水变化特征.结果表明:蚌埠市自20世纪中叶以来降水量呈明显增加趋势,春季降水呈"正常-少-多-持续偏少"的变化趋势,夏季呈"多-少-持续偏多"的变化趋势,秋季呈"少-多-持续偏少"的变化趋势,冬季呈"正常-少-正常-少-持续偏多"的变化趋势.近50年中蚌埠少雨年多于多雨年,降水多寡不均,旱涝灾害发生频繁.

近52年潮州市日照时数的气候变化规律

为了研究潮州市日照时数变化对本区域内的作物生长、作物品质和作物产量的影响,利用潮州市气象观测站1960—2011年逐月的日照时数资料进行统计分析,采用气候倾向率、距平百分率、滑动t检验、小波分析等方法来分析52年来潮州市日照时数的变化规律。结果表明,近52年来潮州市日照时数在20世纪60年代和90年代到21世纪初偏多,20世纪80年代左右偏少;日照时数变化最大的季节为秋季,最小的是夏季;突变检验显示,20世纪90年代日照时数出现了突发性的上升,突变点出现在1994年,21世纪初开始又出现了明显的下降,突变点出现在2004年;通过对全年和季节日照时数的周期分析,在比较显著的时间尺度上日照时数目前处于偏多的时期。

GPS跨河水准测量应用探讨

建立特大桥的施工高程控制网,在大桥一端无高等级高程控制点的情况下,要连接两岸的高程,只有采取跨河水准测量,由于跨河边较长,常规的跨河水准测量难以进行。为此,利用GPS水准测量进行跨河水准测量,其GPS高程拟合的原理是利用GPS大地高差与水准正常高差求出高程异常变化率,进而求得跨河边的正常高差。通过实例得出,对于超长边的跨河水准测量,可先利用GPS水准测量法进行高程测量,以满足大桥施工过程的高程需要,待大桥的优先墩造出水面之后再进行严密的跨河水准测量,以保证大桥合拢时的高程需要。

山西省近46年气温分析

基于山西省106个气象站的气温数据,通过分析气温要素的累积距平、年代变化、季节变化和空间分布,研究了山西省1960-2005年气温要素的时空变化趋势。结果表明,从20世纪80年代后期起,山西省平均气温呈持续增加的趋势。在空间分布上,全省气温西南部气温增加趋势大于东北部的趋势,而且增加趋势由西南部向东北部递减。气温各季节变化趋势不同:全省春、冬两季气温变化一致;秋季升温趋势明显,但在2000年之后增温趋势有所回落;而夏季气温呈先增加后降低的趋势。此外,人类活动影响了温度的分布,且气温对全省干旱情况也有影响。