石家庄市一次大气重污染过程的边界层特征和成因分析

针对石家庄市2015年12月5—14日出现的重污染过程,利用石家庄市逐日地基微波辐射计、风廓线雷达、地面气象观测资料以及同期的污染物观测资料,分析了重污染过程期间大气边界层温度、湿度、风变化特征及对PM_(2.5)的影响,采用Hysplit后向气团轨迹模式对污染来源进行分析。此次重污染以局地排放为主要形成源,期间冷空气势力弱,地面日平均风速均在1.5 m/s以下,日平均相对湿度均在70%以上,风速小、湿度大,稳定的大气环流形势为重污染提供了持续稳定的大气环境背景。逆温形成及快速增厚导致重污染开始,逆温层平均厚度为683 m,逆温层厚、强、不易消散,导致重污染持续时间长、污染重。近地面小风层厚(平均700 m左右),通风能力弱,导致污染物难以稀释扩散。同时近地层湿度大、厚度厚,使得PM_(2.5)更容易形成和积累,对重污染加重起到了促进作用。     

隧道衬砌空洞积水的探地雷达识别研究

衬砌空洞是运营隧道中的常见病害,由于其内部介质复杂,尤其当积水存在时,探地雷达(GPR)识别存在较大难度和误差。针对空洞积水的情况,利用MATLAB编程,建立空洞和不同电导率的空洞积水数值模型,用时域有限差分法(FDTD)进行探地雷达二维正演模拟,通过分析正演图谱和单道波形,得出空洞及积水的响应规律。制作隧道衬砌混凝土模型,应用探地雷达扫描测试,并与正演模拟结果进行对比分析。结果表明,雷达正演与模型试验结果相似;未积水的空洞反射波相位与入射波相反;空洞积水的雷达信号反射更明显,其反射波相位与入射波相同;电磁波在水介质中迅速衰减,空洞积水时,其大小难以定量识别。     

反演同化技术在激光雷达中的应用研究

为增强模式预报准确性,提高激光雷达数据在化学模式中的应用水平,建立激光雷达同化系统,将激光雷达数据引入模式,利用WRF-Chem模拟2016年12月6日~10日一次污染过程,将激光雷达监测的气溶胶光学深度(AOD)反演成近地面PM2.5浓度,通过三维变分同化技术订正模式原始场,调整模式预报结果。实验对比发现,反演同化后水平和垂直方向初始场调整显著,PM2.5、PM10和AQI的预报准确率明显提升,同化后相关性提高了0.05~0.1,预报准确率提高了10%~20%,分级风险评分也不同程度升高,与观测结果接近,优于不同化的预报结果。表明激光雷达数据在模式同化方面表现良好,有广阔的应用空间。     

Near-term ecological forecasting for dynamic aeroconservation of migratory birds

Near-term ecological forecasting has the potential to mitigate negative impacts of human modifications on wildlife by directing efficient action through relevant and timely predictions. We used the U.S. avian migration system to highlight ecological forecasting applications for aeroconservation. We used millions of observations from 143 weather surveillance radars to construct and evaluate a migration forecasting system for nocturnal bird migration over the contiguous United States. We identified the number of nights of mitigation required to reduce the risk of aerial hazards to 50% of avian migrants passing a given area in spring and autumn based on dynamic forecasts of migration activity. We also investigated an alternative approach, that is, employing a fixed conservation strategy based on time windows that historically capture 50% of migratory passage. In practice, during both spring and autumn, dynamic forecasts required fewer action nights compared with fixed window selection at all locations (spring: mean of 7.3 more alert days; fall: mean of 12.8 more alert days). This pattern resulted in part from the pulsed nature of bird migration captured in the radar data, where the majority (54.3%) of birds move on 10% of a migration season's nights. Our results highlight the benefits of near-term ecological forecasting and the potential advantages of dynamic mitigation strategies over static ones, especially in the face of increasing risks to migrating birds from light pollution, wind energy infrastructure, and collisions with structures.     

围垦堤防探地雷达法检测仿真分析与应用

为精准判断围垦堤防架空隐患的位置和范围,结合探地雷达检测技术的优点,基于时域有限差分法(FDTD),对探地雷达电磁波的传播特征进行数值模拟分析.主要研究时域有限差分法的差分形式、二维空间内的时域差分方程、数值稳定性及吸收边界条件的设定等问题.对围垦堤防可能存在的几种隐患形式进行正演模拟,通过分析雷达电磁波幅值变化,讨论...     

基于光谱技术的土壤多参数快速检测进展与展望

传统的土壤采样和实验室分析方法往往工作量大、前处理复杂、测定周期长、时效差、费用高,因此,迫切需要寻找快速、准确的土壤多参数检测方法,以实现多尺度土壤属性数据的快速获取与更新。系统梳理了便携式X射线荧光光谱(PXRF)、可见光-近红外反射光谱(Vis-NIR)、激光诱导击穿光谱(LIBS)和电弧发射光谱(AES)等光谱技术的原理、特点以及在土壤多参数快速检测中的应用及其研究进展。提出,未来在提高现有土壤多参数光谱检测精度和适用性的基础上,应结合ICP-MS等传统实验室方法,综合应用多种光谱技术以及化学计量学、现代信息技术和空间分析技术等,实现区域多种土壤属性的快速获取与实时监测,以满足我国当前土壤多参数、高精度快速检测及土壤质量精细化管理的需要。     

Marine Radar Oil-Spill Monitoring through Local Adaptive Thresholding

Marine oil spills affect the environment, economy, and quality of life for coastal inhabitants. This article presents a method of X-band marine radar oil-spill identification by considering the marine radar images of the 2010 Dalian 7-16 accident. The Prewitt operator was improved and a linear interpolation was proposed to suppress co-channel interferences. In addition, a model of a gray-intensity-correcting matrix is proposed to smooth a whole image, thus displaying the oil film more intuitively. Furthermore, a contrast-limited adaptive histogram equalization method was used to increase the contrast inside and outside the oil film. Moreover, the local adaptive thresholding method was improved to segment the oil spills. The results show that the proposed method is an improvement on similar previous approaches for this task when employing X-band marine radar images. The proposed method can provide technical and theoretical bases for emergency response, damage assessment, and liability identification of oil spills.     

中国阿牙克库木湖水量变化及其驱动机制

融合卫星雷达测高（T/P、RA-2和Hydroweb）与光学遥感数据分析了一个长时间序列的阿牙克库木湖水位及面积变化趋势,并基于NDSI和监督分类的方法提取了湖泊补给冰川的面积。结果表明：阿牙克库木湖在监测期内逐年扩大,面积由1995年的624 km²逐年扩张到2015年的995 km²,在此期间水位总共上升了5 m。气温升高导致补给冰川持续消融,冰川面积由1994年的361.27 km²退缩到2016年的345.26 km²。区域气候的暖湿化是1995-2015年阿牙克库木湖水量增加的主要背景,流域降水量的增加对湖泊水位上升产生直接驱动,持续升高的气温导致的补给冰川消融对湖泊扩张具有重要的促进作用。此外,最大可能蒸散、高海拔降水（雪）、冻土融化等因素也对湖泊的扩张产生重要影响。总之,准确掌握阿牙克库木湖的水量及其对气候变化的响应,对深刻理解青藏高原北部边缘的水资源平衡研究具有重要意义。     

高原山区星载合成孔径雷达数据与多光谱数据的图像融合探究——以贵州省毕节市为例

为了推动雷达数据在贵州高原山区的应用,针对高原山区的气候与地形特点,基于雷达数据的优势,本文对此类高原山区应用星载雷达数据进行初步探讨。利用TM影像4,3,2波段和雷达SAR数据,通过不同融合方法进行融合,应用标准差、信息熵、相关系数等参数对融合效果进行分析。结果表明:几种方法得到的图像都在不同程度上增强了多光谱图像的光谱信息,同时也增加了雷达数据的纹理信息。其中PC变换能够最好地保持TM数据的多光谱特性,对于植被信息最为突出;HSV变换很好地保留了SAR数据的纹理信息,有利于居民点、建筑物等目标的识别;GS变换增加了图像的可识别度,但降低了整体的清晰程度;Brovey变换效果最差,图像失真较大。     

车载雷达工作室三维空气流动与传热数值模拟

应用计算流体力学和计算传热学方法对某车载雷达工作室内的三维空气流动和传热进行了模拟与数值计算.建立了车载雷达工作室内三维空气流动与传热计算的物理模型和数学模型,应用κ-ε紊流方程模型、非结构化网格和有限容积法对某车载雷达工作室内的空气流场与温度场进行了三维数值仿真计算与分析,为该车载雷达工作室生存环境的改善与优化提供了...