各向异性组合滤波法反演陆地水储量变化

地球时变重力场模型反演陆地水储量变化已为全球气候变化研究作出巨大贡献,考虑到时变重力场模型球谐系数中存在相关性,其高阶次项具有较大的误差,需采用最优的滤波方法进行空间平滑。本文提出一种新的各向异性组合滤波方法,其基本思想是将改进的高斯滤波法与均方根(root mean square,RMS)滤波法组合,即对球谐系数的低阶次采用改进的高斯滤波法,而高阶次采用RMS滤波法。首先分析了最新的GRACE RL05系列时变重力场模型系数误差特性,基于全球水储量变化反演结果,分析比较了高斯滤波、改进的高斯滤波、RMS滤波和DDK滤波与本文提出的组合滤波法的有效性及精度,并利用模型结果进行了验证,计算结果表明,组合滤波法的中误差最小。研究结果表明,本文提出的组合法相比于先前的滤波方法,可有效地过滤高阶次的噪声,消除南北条带误差,同时减少信号泄漏,提高信噪比,保留更多有效的地球物理信号,进而提高反演精度。     

GRAPES Hybrid-3DVar对台风苏迪罗的数值试验

为了把反映天气形势变化的背景误差协方差引入到变分分析系统中来提高分析质量,本文在GRAPES区域三维变分框架的基础上通过扩展控制变量方法实现动态与静态背景误差协方差耦合,建立混合三维变分分析系统（GRAPES Hybrid-3DVar）。通过控制变量扰动产生的集合样本进行单点观测分析试验验证Hybrid-3DVar及其局地化方案的合理性,并针对台风苏迪罗进行实际观测资料同化和数值预报试验,结果表明:用集合样本描述的背景误差协方差是随着天气流型变化的,动力场和质量场的离散度在台风中心处最大,因而混合同化的分析增量包含更多细微结构和中小尺度信息;其分析和24 h内预报要素质量优于3DVar,24 h内降水强度和落区预报也更准确,混合同化分析改善了3DVar分析的降水空报问题;同时混合同化分析的24 h内台风路径预报也最接近实况,台风强度预报在48 h之内都比3DVar更接近观测。     

GRAPES_GFS全球中期预报系统的研发和业务化

该文回顾了中国气象局全球中期数值天气预报系统GRAPES_GFS的研发历程,重点介绍了近年来在GRAPES_GFS研发过程中的重要进展,概要阐述了这些进展对GRAPES_GFS业务:化的贡献。动力框架方面的改进主要包括位温垂直平流的算法、极区滤波方案、标量平流方案、垂直速度衰减（damping）算法、提高模式分辨率等,改善了模式框架的稳定性、计算精度以及质量守恒性。物理过程方面的改进主要包括RRTMG辐射方案、CoLM陆面过程方案、积云对流、边界层过程、双参数云物理方案,以及物理过程的调用计算等,全面提升了模式物理过程的预报能力。全球三维变分同化方面,研发了模式空间三维变分（3DVar）系统、资料质量控制和偏差订正技术、卫星资料同化方面的相关技术等。同时,对目前GRAPES_GFS2.0的预报能力进行了评估,总体来说,该系统各项预报指标全面超越GRAPES_GFS1.0,与T639相比等压面要素预报在对流层也有明显优势,降水、2 m温度等预报也优势明显。     

1998年6月8～9日香港特大暴雨中尺度对流系统分析

利用卫星和多普勒雷达的高时空分辨率观测资料,对1998年6月8～9日香港暴雨过程中的中尺度对流系统进行分析,表明:(1)此次暴雨是冷锋前暖区的对流性降水,期间有3次强降水过程,每次维持时间2～5小时,中尺度对流系统是造成强降水的主要系统.(2)雷达回波强度与卫星云图对比发现,强回波区全位于云顶温度≤-32℃的云团内,但具体分布有两种情况:一种强回波区位于通常所说的发展强盛的α中尺度云团的边缘TBB等值线密集区,一种如尺度较小的线状强回波则位于两个β中尺度云团(云顶温度≤-52℃)之间.这利用常规观测资料是无法识别的.(3)分析单多普勒雷达反演的水平风场发现:大尺度的环境风场中,存在β中尺度系统的独立流场;中尺度云团内部的流场辐合与强回波带相对应.     

陕西旬阳砂硐沟汞锑矿含矿构造特征及成矿物质来源探讨

陕西旬阳砂硐沟汞锑矿富集区汞锑含矿体受褶皱构造（背斜）和断裂构造的联合控制。通过对控（含）矿构造、富矿空间的构造次序以及结构面组合特征等的详细研究,对初步建立的"背斜+一刀"的成矿模式进行了完善。成矿流体、稀土分析等综合研究显示成矿物质可能来源于地壳深部。已有的勘查工程及找矿成果表明,本矿集区具有较大的找矿潜力。      

GRAPES_GFS模式全球降水预报的主要偏差特征

利用2017年1、4、7、10月“全球降水观测（global precipitation measurement,GPM）计划”每日08时（北京时）的24 h累计降水量和逐30 min降水量观测产品,从降水量和频率等角度,对同期GRAPES全球模式（GRAPES_GFS）第1（D1）、3（D3）、5天（D5）的全球降水预报性能和偏差特征进行细致评估与分析,且对低纬度暖池和北半球中纬度风暴路径区进行了重点观察,初步探讨了降水预报偏差特征在低纬度和中纬度明显不同的可能原因。结果显示:（1）GRAPES_GFS的D1—D5预报对全球日降水（量和频率）分布描述合理,能准确再现纬向平均降水（量和频率）的典型特征—降水“双峰”极大位于南北纬20°之间,次极大位于南北纬40°—50°地区的特征,以及关键区日降水时、空演变和降水日循环逐日演变的主要趋势特征。（2）低纬度的纬向平均湿日（≥0.1 mm/d）频率预报正偏差很小,但日降水量和强降水日（＞25 mm/d）频率预报的正偏差明显、偏差极大值“双峰”位置恰是相应观测极大值所在处（南北纬5°—10°）;中纬度的纬向平均日降水量预报基本无偏,但明显的湿日降水频率预报正偏差（20%—30%）和强降水日频率负偏差出现在南北纬40°—60°。降水偏差正、负分布特征随季节和预报时效基本保持不变,预报均方根误差数倍于平均误差,暗示模式降水预报偏差有系统性且性能表现波动较大。（3）日循环中,模式在暖池的降水量预报正偏差缘于降水强度预报偏强,降水频率预报的弱负偏差主要与降水落区预报偏小有关;而模式在北半球风暴路径区降水频率预报的正偏差则是降水落区预报偏大和空报弱降水事件两方面因素造成。（4）模式降水（量和频率）预报偏差特征在低纬度和中纬度的明显差异与模式次网格尺度和网格尺度降水比例失调有关,改进线索指向模式对流参数化方案中深对流的启动和深对流降水量的处理以及对流参数化方案与云微物理方案的协同问题。      

安徽滁县琅琊山一带燕山期岩浆岩成因及区域找矿方向

滁县琅琊山铜矿床是长江中下游成矿带北东段滁县-庐江铜金成矿带的一部分,为安徽东部目前发现规模最大的铜及伴生金矿床。与成矿关系密切的滁县岩体,长期以来前人鲜有系统的地球化学研究,本文在野外地质调查的基础上,系统采集了一套滁县岩体样品,发现其地球化学特征与典型的埃达克岩基本一致:具有SiO2>56%,Al2O3≥15%,富Sr、Ba和Cr、Ni,具有高的Sr/Y和(La/Yb)N值,但Y和Yb含量低,无明显Eu异常,另外岩石具有较高的MgO、Mg#及Sr/La值,显示海水蚀变MORB相似的地球化学特征。分析认为,该区燕山期岩浆岩为洋壳俯冲产物,属比较典型的和成矿有关的埃达克岩,伴随着该期侵入岩的上侵,富含Cu、Au的成矿物质随着温度、压力或者氧逸度的降低,在合适的部位富集成矿。对比分析了上腰铺岩体的地球化学特征,认为它和滁县岩体特征基本一致,应该有着相似的成岩成矿背景。同时在滁县岩体西南段发现一条含微细粒黄铁矿碎裂状白云岩质硅化带,在上腰铺岩体周边发现一条多金属矿化硅质脉,并对琅琊山含铜矿化矽卡岩及上述白云岩质硅化带和多金属矿化硅质脉进行了地质分析和痕量元素测试,认为它们与燕山期侵入岩有着密切的关系,上腰铺岩体周边可以作为下步铜及伴生金矿床勘查的新的远景地区,同时指出该区找矿不能只盯着矽卡岩型铜金矿而忽视多金属矿化硅质脉新类型矿的寻找。     

舟山凉潭岛填海工程对水动力及海床演变影响的模拟预测分析

用一个三维(ECOMSED)模式对舟山凉潭岛填海工程前后的潮流场变化进行模拟,做出预测。潮流场模拟结果与实测基本吻合。经分析可知,工程对潮流的影响主要在围堤的东南角小范围内:工程后流速明显减小,造成淤积现象,但淤积程度不大,1年后的淤积为13cm左右,5年后的淤积为0.8—1.2m左右。工程对较深水层的潮流运动影响很小。通过对施工期间产生的悬浮物在涨落潮时的分布模拟可知,涨潮时,悬浮物从工程区域的一个悬浮物源不断排出,主要对工程附近及其上游地区造成一定的影响;落潮时,悬浮物主要影响工程外围及其下游地区,整个落潮期间悬浮物能影响的范围比涨潮期间要大。总体上工程对该附近海域的潮流场及冲淤影响很小。     

CFL-03型风廓线雷达收发对接技术的改进

在风廓线雷达的数据应用过程中,雷达获取数据的准确性至关重要,而风廓线雷达的收发对接过程又直接影响获取数据的准确性,因此,对雷达的收发对接技术进行研究非常重要。一般来说,对于该类型风廓线雷达的对接方法采用一种间接测试的方法,对接过程中要反复调整频综脉冲、发射脉冲、收发开关脉冲、封闭脉冲等的波形作用时间和脉宽。另外,收发开关脉冲的后沿并非标准矩形脉冲的后沿,位置难以确定,其后沿设置的位置离发射脉冲太近会产生高频头被击穿烧毁的现象,太远则会影响低层风的测风质量。以CFL-03型风廓线雷达为例,介绍了风廓线雷达的一般收发对接技术和改进的对接技术,以及频综、发射脉冲、收发开关脉冲、封闭脉冲等相关时序的确定方法。经过实践验证,两种对接技术都满足了设备的使用要求,而改进的收发对接技术,更直观形象,易于操作。