特大自然灾害的综合观测和预测方法的探索

大地震和特大暴雨等特大自然灾害具有很强的突发性和破坏性。地震的临震预报和特大暴雨的预报依然是世界性难题。近20～30年来国内外科学家明显加强了多学科的交叉,从多角度探讨特大自然灾害发生机制及预测的理论和方法,并取得了初步的进展。本文集中讨论了这些方法及其综合集成分析。研究表明,这些新方法对特大自然灾害预测预报提供了新的思路,但绝大多数新方法仍处于萌芽的探索阶段,其预测预报的机理和综合使用的途径和前景尚有待进一步研究,使这些方法成为成熟的预测预报方法并努力使其成为成熟的业务预报系统中的组成部分。     

多变量AR(h)模型在地下水位动态预测中的应用

地下水位动态是一种复杂的历史过程,是受多种因素影响(如地质、气象、水文以及人类活动干扰等)的随机过程,试图用单交量时间序列模型对其进行预测,往往受到一定的局限。本文引入多变量AR(n)模型,在计算中利用递推公式及FPE准则估计模型参数,包括系数矩阵和模型阶数。该方法被用于陕西两华地区地下水位动态预测,经过理论与实践检验,该模型预报地下水位精度高,同时可预报其影响因素。该模型可作为地下水位动态短期预报模型。     

重大滑坡预测预报研究进展与展望

我国是世界上滑坡灾害最严重的国家之一, 重大滑坡灾害严重威胁人民生命财产安全和国家重大战略实施。滑坡精准预测预报是防灾减灾的前提, 也是亟待突破的世界性科学难题。以重大滑坡预测预报为目标, 聚焦滑坡演化过程与物理力学机制核心科学问题, 凝炼了滑坡启滑关联机制、滑坡启滑物理力学机制、滑坡过程预测预报理论3个关键科学问题, 提出了如下研究思路: 以系统论、控制论和信息论为指导, 依托大型野外试验场, 采用现场原型试验与多场关联监测、大型物理模型试验、多场耦合模拟等技术手段, 以滑坡孕育过程为基础, 提出了重大滑坡的启滑分类; 揭示锁固解锁型、静态液化型和动水驱动型滑坡启滑物理力学机制, 建立相应的启滑判据; 构建重大滑坡数值预报模式与实时预报平台, 创立基于物理力学过程的滑坡预测预报理论。通过实施, 可奠定上述3类滑坡预测预报的地质、力学与物理基础, 引领重大滑坡预测预报研究, 保障国家重大战略的顺利实施, 契合国家防灾减灾重大需求。      

滑坡灾害预测预报信息共享平台

 滑坡是最常见的一种地质灾害,其主要诱因是降雨。滑坡灾害多发生在雨量充沛地域或洪水季节。南京市受自然环境和地质环境的影响,滑坡是其最主要的地质灾害类型之一,为了有效地预测滑坡的发生情况并最大限度地减少滑坡灾害为南京带来的损失,本文在已有的南京市地质灾害易发区等研究的成果上,结合南京市历史滑坡数据、气象资料和地质灾害预测数学模型构建了南京市滑坡灾害预测方法并确定了南京市滑坡灾害预测预报技术流程。在该预测方法和技术流程的基础上,本文同时应用了数据库技术、ArcGIS Server技术、AJAX远程调用技术、网页局部刷新技术和地图缓存技术等,融合地理信息系统功能与滑坡灾害预测预报业务功能,开发了南京市滑坡灾害预测预报信息共享平台。该平台可以对滑坡灾害基础数据和实时气象数据动态、科学地管理,结合南京市实时降雨数据可实现滑坡灾害预测预报并将灾害信息实时在线发布,同时提供对滑坡灾害信息的查询、检索、统计分析等功能,最终通过该信息共享平台,为南京市滑坡灾害的防灾减灾提供决策支持,为其他需要建立滑坡灾害预测信息共享平台的城市提供参考。     

一种面向系统状态参数预报的过程神经网络模型及其算法

为解决难以用确定机理模型描述的非线性系统状态预报问题,提出一种基于过程神经网络的预报模型及其算法.利用过程神经网络对动态系统的非线性映射机制和直接辨识建模能力,面向系统状态参数预测,建立一种反映系统过程模态特征变化的过程神经网络模型,分析模型的预测机制,给出相应学习算法.为弥补实际采样数据不足及提高数据信息利用率,利用...     

基于量子纠缠时钟测量的抗差卡尔曼卫星钟差预报

基于纠缠光子对二阶相关函数的时间特性分析,设计时钟同步测量方案,并考虑传播过程中色散效应及衰减等对精度的影响。该方案可提供均值1 ns、精度0.01 ns的同步信息。利用该方案获得观测数据,结合顾及哈达玛方差的抗差卡尔曼方法估计出卫星钟差模型系数,进行钟差预测。仿真表明,该方案预测精度与IGS预报星历产品精度相当,且钟差初始值更精确。     

基于物理力学机制的滑坡数值预报模式: 综述、挑战与机遇

滑坡预测预报是地质灾害防治领域长期以来备受关注的前沿科学问题。当前的研究框架专注于滑坡的变形行为特征与外动力因素, 面临着普适性不强与预报精准度不高的双重瓶颈问题。基于目前研究现状, 系统梳理了滑带流变力学行为与强度弱化效应的内涵, 阐述了滑坡渐进破坏演化机制, 总结了滑坡预测预报模型所包含的类型, 并介绍了其中的典型模型, 指出当前研究主要存在如下问题: ①滑坡演化物理力学模型尚需扩展; ②预测预报模型未能充分结合滑坡演化过程和物理力学模型; ③物理力学模型预测与多场监测数据间的兼容性问题未能实际解决。针对上述问题, 阐述了基于物理力学过程的滑坡预测预报所面临的挑战, 并立足多学科融合与交叉, 提出了开展滑坡预测预报研究的新思路。新思路要求从滑坡滑带介质特性与流变力学行为出发, 建立滑坡演化过程物理力学模型, 紧密结合实时多场监测数据, 建立滑坡数值预报模式, 实现滑坡物理力学过程实时动态更新, 以期实现理论与技术的突破。      

《中国地震预报概论》出版

由梅世蓉、冯德益、张国民、朱岳清、高旭、张肇诚撰写的《中国地震预报概论》已于今年6月由地震出版社出版发行。它是我国第一部全面系统论述地震预报理论基础及预测预报方法的专著,也是我国20多年来地震预测预报工作的科学总结。全书共分五篇,约80万字。 第一篇,绪论。以邢台、海城、唐山、松潘大地震及80年代地震监测预报工作的进展为线     

地震预报的科学哲学与方法论探索——50年回眸与前瞻

地震预报是具高度复杂性的世界科学难题。以我国50余年实践中的问题为导向，以其揭示的自然现象为依托，从科学哲学及方法论视角，回顾经验归纳、还原论动力学、归纳-演绎和复杂动力系统等方法。通过汶川、唐山等震例探讨认识论因素在预测预报中的重要作用。进入地球系统科学新时期，建议以大陆变形复杂动力系统演化及其地震行为、经验与数值预测桥梁的图像（斑图）动力学作为地震预报的自然观和方法论。它们虽不完善，但更贴近大自然的整体性、进化性和非线性本质，又能包容连接多种思路与方法；既具前瞻性，又具可操作性；地震具可预测性，又具预测的不完全确定性；预测→预报→减轻灾害尚存在颇大的可创新空间。     

浅议地质灾害监测技术现状与发展趋势

地质灾害监测的主要任务为监测地质灾害时空域演变信息、诱发因素等,最大程度获取连续的空间变形数据。应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。地质灾害监测是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。当前,地质灾害的监测技术方法研究与应用多是围绕崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害进行的。     

气温和降水的均生外延主分量预测模型

本文采用了对窗区滑动的气温和降水的时间序列,构造均生函数外延矩阵。对外延矩阵进行主分量分析,建立了以主分量作自变量的气温或降水的长期预测模型。实例分析表明,该模型应用于气温长期预测精度较高,用于降水趋势预测亦是可行的。     

重庆市区浓雾短期客观预报方法研究

本文针对重庆市区冬季浓雾的短期预报,分析了雾的气候特点和主要天气形势,并引入多种气象因子,采用模式识别原理,建立浓雾预报规则,进而通过微机自动处理实时气象资料,做出浓雾预报。试验结果表明,预报效果较好。     

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Development of an oil spill forecast system for offshore China

An oil spill forecast system for of fshore China was developed based on Visual C++. The oil spill forecast system includes an ocean environmental forecast model and an oil spill model. The ocean environmental forecast model was designed to include timesaving methods, and comprised a parametrical wind wave forecast model and a sea surface current forecast model. The oil spill model was based on the "particle method" and fulfi lls the prediction of oil particle behavior by considering the drifting, evaporation and emulsifi cation processes. A specifi c database was embedded into the oil spill forecast system, which contained fundamental information, such as the properties of oil, reserve of emergency equipment and distribution of marine petroleum platform. The oil spill forecast system was successfully applied as part of an oil spill emergency exercise, and provides an operational service in the Research and Development Center for Off shore Oil Safety and Environmental Technology.     

因子集成及综合相似预测模型的研究和应用

针对西南区域（云、贵、川、渝）汛期（６－８月）旱涝预测问题，建立了一种以多种物理因子为基础的西南区域降水量预测模型，即因子集成及综合相似预测模型。该模型既考虑影响西南区域汛期降水的主要物理因素变化，又注重区域要素场自身演变规律。对于影响汛期旱涝的物理因子，采用对多个因素进行综合集成的办法，来体现所有因素对旱涝影响的整体作用。为了强调预测结果的客观性，我们借鉴目前ＮＷＰ集合预报思想，引入综合相似方法，给出西南区域大范围汛期降水距平百分率预测结果。近年来业务试用表明，该方法预测准确率稳定，有明显的预报技巧     

利用卡尔曼滤波方法作1～5天中期温度预报

卡尔曼滤波是一种现代动态系统分析技术，在气象上应用时，它是通过利用前一时刻预报误差的反馈信息来及时修正预报方程中的参数，以提高下一时刻的预报精度，介绍了利用卡尔曼滤波制温度预报的一种因子选取方法和滤波过程中衩值的确定，递推系数修正的处理办法。     

四川盆地汛期旱涝预测研究

对近１０年来四川盆地汛期降水预测水平进行了定量评估，并与国家气候中心预测水平作了对比。在分析影响四川盆地汛期降水主要物理因素的基础上，提出了四川盆地汛期旱涝预测的基本思路和技术方法，并在实际业务预报中取得了较好的效果。     

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阿坝州7-8月区域暴雨分析预报

通过对1974～1985年,这12年区域性暴雨的环流形势、暴雨形成的原因、暴雨落区预报的着眼点等进行分析,建立了短期暴雨预报方法.