大气模式中云量诊断的系统性误差研究

对云量的诊断方案作了深入的分析,证明了无论云量与其他变量的关系是离散型还是连续型,只要云量与其他变量的关系是由凸函数描述的,则云量会系统性地偏少;反之,如果云量与其他变量的关系是由凹函数来描述的,则云量会系统性地偏大。故Slingo型云量方案中,大尺度云量会系统性偏少,而积云对流所对应的云量会系统性地偏大。同时还证明了如果其他气象变量是高频振荡型的,则云量与该气象变量的关系在局地相关较好,而长期时间平均后则相关程度急剧下降;如果其他气象变量是稳定型变量,则云量与该气象变量的关系在局地相关长期平均好,但就短时间而言相关较差。故云量方案(含Slingo型)存在系统性误差,应被新的物理上更合理的方案所代替。     

新郑机场雷暴发生的规律及其成因

新郑机场是河南省人工增雨作业飞机的起降机场.分析1998-2002年新郑机场的雷暴记录资料发现,雷暴发生的平均时段是在4月28日到9月4日,集中出现在7-8月,夏季雷暴日占全年的80%以上;雷暴日发生规律也较明显,08-10时发生较少,17-20时较多,集中发生在傍晚前后.从安全方面考虑,在河南夏季飞机人工增雨作业存在比较大的风险,春秋季节比较适宜.     

1951—2007年华北地区夏季气温变化特征

利用1951—2007年月平均气温资料和NCEP/NCAR1951年1月—2007年12月500 hPa高度场再分析资料,统计近57 a华北地区29个台站逐年夏季气温值,运用EOF、REOF、趋势分析、Morlet小波分析、M-K突变检验及相关分析等对华北夏季气温的时空分布及其成因进行分析。结果表明：近57 a华北地区29站平均气温的空间差异较大;一致性特征是华北地区夏季气温的最主要的空间模态,在此基础上,第2种空间模态还显示出了华北地区夏季气温的南北差异;华北地区夏季气温可分为环渤海型、南方型、东北型及西部型4个主要的空间分型;近57 a来华北地区夏季气温各分区的周期振荡不完全一致,但都存在着一个准18 a的周期;20世纪90年代前中期,华北地区除Ⅱ区外,其他三区都存在着一个突变点,在突变点之后,出现了5个气温大值年,即酷暑年。我国华北地区夏季酷暑成因：从500hPa环流场来看,在欧亚中高纬地区,存在显著的正负距平相间的波列,其中最大正距平中心位于蒙古地区,说明东亚中纬度地区西风带位势高度场异常偏高,有利于引导西太平洋副热带高压北上,造成华北夏季气温升高;从我国华北地区汛期降水距平场来看,汛期降水偏少,也会导致华北夏季的酷暑天气。     

一次淮河流域梅雨锋暴雨的大别山地形敏感性试验

利用NCEP／NCAR提供的TRMM资料、FNL资料和再分析资料,应用WRFV3．2中尺度模式对2011年6月23—24日淮河流域梅雨锋暴雨进行了数值模拟,并通过一系列地形敏感性试验,详细分析了大别山地形对暴雨的影响。结果表明：1）大别山地形会强迫底层西南暖湿气流绕流和抬升,形成扰动并使其所含水汽和不稳定能量沿途释放,形成带状降水;2）大别山地形会使暖湿气流与偏北气流交汇形成带状分布的小槽,降水与气流辐合带方向一致;3）当地形增高时,降水中心位置变化不大,但对流更加剧烈;若使地形降低或消失,江苏淮河流域降水中心明显东移,说明大别山减弱了降水系统的东移,并使大值降水分布相对集中。     

2010年辽宁主汛期暴雨过程副高、急流及层结特征分析

利用辽宁逐日降雨量、NCEP/NCAR逐日再分析资料、副热带高压等资料,对2010年6-8月西太平洋副热带高压脊线、北界、西界和高、低空急流及层结结构的特征与6次暴雨过程的起止时间、降雨强度、降雨性质的关系进行了分析.结果表明:2010年7-8月110°～130°E平均副热带高压脊线在81％的时间较常年同期偏北,平均副高脊线位置较常年偏北了2.7°;6次暴雨发生期间,副高脊线均位于27°～35°N之间,130°E附近副高588 dagpm线北界均位于38°～45°N之间,35°N附近副高588 dagpm线西界均位于110°～130°E之间;强降雨主要出现在850hPa低空急流建立下,200 hPa高空急流发展到最强后、强度逐渐减弱、急流核逐渐南下的过程中;在分析特征的基础上,凝练预报指标,为今后类似的区域性暴雨预报提供参考.     

一次台风残涡引发的天津局地暴雨中尺度对流过程分析

本文利用欧洲中心再分析资料、FY-2G卫星云导风资料,多普勒雷达组网资料、风廓线、加密自动站资料,分析了2017年8月2日由北上台风残涡引起的天津局地暴雨过程中的中尺度对流过程,研究其触发条件,并探讨了形成原因。结果表明：在局地对流发生前,天津中北部地面附近并没有较好的动力以及湿度条件,且存在扰动逆温,扰动温度负值区（冷垫）厚度达到50 hPa以上,较大的水平风垂直切变在东南斜升气流下,水平涡管发生扭曲,产生垂直涡度,在边界层以上正负涡度之间形成辐合线,触发条件不稳定能量释放,在天津中北部产生局地对流,对流在触发后不断发展并向西北方向移动,与其西北侧线状多单体合并,导致天津北部的短时强降水天气。     

以秸秆为微生物碳源的尾矿原位修复:动态实验的初步分析

对铜陵相思谷尾矿砂中的重金属在生物和非生物条件下的淋滤行为进行了研究。设置两个动态反应柱进行实验(实验柱填充尾矿砂+污泥+秸秆,对照柱仅填充尾矿砂,进水SO42-1000 mg/L,pH 7.5)。结果表明,实验初期(0~20 d)实验柱出水重金属浓度明显高于对照柱,归因于柱内微生物加速了矿物分解和重金属的淋滤;此后实验柱出水SO42-浓度逐渐降低,同时Cu2+、Cd2+、Zn2+、总Fe浓度分别降至0.1 mg/L、0.1 mg/L0、.4 mg/L和1 mg/L以下。据此推测,实验柱中出现了微生物作用下的硫酸盐还原作用,生成了可以吸持重金属的硫化物沉淀。研究结果表明,以稻草为碳源、污泥为微生物接种源构建尾矿砂-微生物体系,能够有效还原硫酸盐并去除重金属,该方法可以用于矿山尾矿的原位修复。     

吉林省煤矿区景观生态风险分析

为评估煤矿开采对生态环境的破坏和损失程度,制定环境保护与治理方案,运用景观生态风险评价法开展矿区的生态风险评价。以吉林省11个主要煤矿区作为研究对象,以2008年中巴资源卫星遥感影像为数据源,运用景观生态风险分析方法,计算各煤矿区的景观格局指数,绘制生态风险空间分布图,将各矿区生态风险综合指数进行对比。结果表明,吉林省矿区的生态风险总体呈现中部高于南部和东部的规律。就各矿区而言,蛟河和杉松岗矿区生态风险指数值明显高于其他矿区,分别为0.360 2和0.321 0。     

多种气象统计模型对比研究——以气象敏感性疾病脑卒中预报为例

基于2008—2012年北京市4家三甲医院的脑卒中疾病急诊就诊资料及同期气象观测资料和环境监测资料,筛选气象和环境预报因子,采用广义相加(Generalized Additive Model,GAM)、逐步回归、BP(Back Propagation)神经网络及决策树4种方法编辑数据训练集(2008—2011年)和验证集(2012年)输入模型,建立北京市脑卒中疾病预报模型,计算各模型的拟合优度和预报准确率,对比分析脑卒中疾病各预报模型并确定最优预报方法。结果表明:北京市四季脑卒中疾病不同模型选取的预报因子不同,其中时间序列为重要的预报因子。GAM模型对高等级脑卒中疾病的预报效果最好,逐步回归模型对中间等级脑卒中疾病的预报效果最好,决策树模型对低等级脑卒中疾病的预报效果最好。4种脑卒中疾病预报模型四季平均的预报准确率依次为:GAM神经网络模型逐步回归模型决策树。GAM模型脑卒中疾病的平均和高等级预报准确率均为最高,其中出血性脑卒中预报模型的完全预报准确率为68.3%,预报误差≤±1级的准确率达98.0%,可以满足天气变化对出血性脑卒中疾病预报预警的业务需求。     

基于地理国情普查成果的资源环境承载能力评价试验研究

针对资源环境承载能力监测预警技术对基础数据的实际需求,基于地理国情普查成果及相关行业专题数据,选择典型区域开展资源环境承载能力中的土地资源基础评价和重点生态功能区专项评价试验。研究明确了地理国情普查数据在资源环境承载能力评价过程中的应用处理方法,为区域开展资源环境承载能力的精准识别提供了科学依据;验证了地理国情普查成果作为评价基础数据的适用性和支撑作用,为其他类型资源环境承载能力评价提供了借鉴。