奥林匹克山气象试验:对雷达卫星(GPM)的地空观测验证与应用

做这样的试验,既可以标定卫星资料的精度,也可以对奥林匹克山伴随特殊中纬度地形产生的复杂天气系统进行研究,还可以改进卫星雷达在这一区域反演降水的算法。初次听说奥林匹克山(图1)气象试验时,习惯上会联想到希腊,以为是在欧洲发生的事。细查一下,奥林匹克山是在美国,位于华盛顿州西北角毗邻太平洋的一个半岛上,这个半岛也被称之为奥林匹克半岛。这样命名,多少与希腊有关,英国人18世纪深入到这个半岛后,被这里壮美的山脉所吸引,感觉很像希腊诸神居住的奥林匹斯山脉,便开始以奥林匹克山相称。     

2017年8月萍乡地区连续性雷暴大风过程分析

利用常规观测资料、探空资料、多普勒天气雷达基本产品及导出产品,分析了2017年8月中旬萍乡地区雷暴大风天气过程,并选取了其中最强的一次过程进行了细致的分析。结果表明,“北低槽、南副高”的环流形势是此次长时间雷暴大风的环流背景,萍乡受“上下一致”的西南急流控制,中低层切变线、西南急流导致了强对流不稳定;低层逆温、“上干冷、下暖湿”以及风垂直切变的垂直结构,为雷暴大风的产生提供了层结条件和能量条件;地面热低压和地面辐合线、干线等是此次雷暴大风的触发机制。飑线过境,气象要素变化剧烈,在“人”字形回波附近,回波断裂处等区域容易产生强雷暴大风天气。强回波高度迅速下降、拖曳作用、动量下传、中层干暖空气的夹卷及蒸发作用、一定强度的中层径向辐合等多种因素导致了此次地面大风。垂直累积液态含水量、最大反射率因子、风暴顶高的持续下降,对地面大风天气的预报具有一定的指示意义。     

对流云盐粉催化的数值模拟研究

利用三维对流云盐粉催化模式对一次对流云降水进行了盐粉催化模拟试验。模式中考虑了盐粉与云雨滴和冰相粒子间的相互作用。模拟结果显示,当采用20μm粒径的盐粉进行单次催化时,催化效果较好,地面总雨量可增加20%,催化次数的增多会导致降水的减少。霰融化成雨是雨滴增长的主要机制,霰碰并过冷云水是霰增长的主要机制,催化后霰融化成雨和霰碰并过冷云水的速率均有提高。催化会引起水成物云滴、冰晶、霰和雨滴的比质量变化。霰和云滴的粒径也在催化后出现了明显的增大。催化后短时间内动力过程出现了变化。     

基于AMSR-E土壤湿度产品的LIS同化试验

由陆面信息系统 (Land Information System, 简称LIS) 通过NOAH陆面过程模型使用集合卡尔曼滤波开展AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System) 土壤湿度同化试验,得到2003年中国区域垂直深度为4层、水平空间分辨率为0.25°×0.25°的土壤湿度试验数据。使用农业气象观测站土壤相对湿度和国家生态系统野外科学观测研究站土壤体积含水量对试验结果进行检验,结果表明:同化过程整体上提高了陆面模型的模拟精度,草地生态系统模拟精度高于作物和森林生态系统;有效的同化过程依赖于AMSR-E土壤湿度的准确性;模拟出的土壤湿度空间分布特征与实际相符。同化试验得到的时空相对连续且精度相对准确的土壤湿度数据是气候变化和干旱监测的重要数据基础。     

GQZ—Z1型称重式蒸渗计的研制及标定

在土壤水分蒸散量测量仪器研制中,首次在蒸渗计的原状土柱与反滤层接触部分安装了自动补（抽）水设备,使土桶内原状土柱与大田内的土壤水分保持一致。提出了传感器的参数选用原则和蒸渗计标定方法。经过安装和标定使用,GQZ—Z1蒸渗计的精度达到设计和观测0．1mm的要求,能够有效提高农田蒸散量的观测精度,其测定值能很好地反映植物在短时段内的蒸散变化。     

东亚-太平洋型季节内演变和维持机理研究

利用850hPa的纬向风异常建立一个逐候东亚-太平洋(East Asian Pacific,EAP)型指数,研究其季节内演变特征,发现东亚-太平洋型经向波列是东亚夏季风季节内变化的主要模态.其演变过程为:扰动首先出现在北太平洋中部,并通过正压不稳定过程从基本气流中获得能量而发展,在高层罗斯贝波能量向南频散,激发热带对流异常和赤道罗斯贝波,并相互锁相,因赤道罗斯贝波受β效应影响而共同向西移动.热带对流和环流异常在菲律宾附近达到最强,此时在东亚沿岸出现经向三极型波列,此后中低纬度异常继续向西北方向移动,使降水异常在长江流域能维持较长时间.东亚-太平洋型在东亚发展和维持有以下原因:首先,菲律宾暖水上空的对流和低层环流之间存在正反馈;其次,由于海陆热力差异导致暖大陆和冷海洋之间存在特殊的纬向温度梯度和北风垂直切变,东亚-太平洋型在经向上有向北倾斜的斜压结构,能通过斜压能量转换从平均有效位能中获得能量,同时,也能从经向温度梯度的平均有效位能中获得能量.     

辽东、辽西下石炭统孢粉组合特征

辽东、辽西石炭系（地台型）发育，化石丰富，是研究我国北方石炭系及矿产的理想地区。华北缺失下石炭统早已成“定论”，但笔者通过植物化石研究证实东北南部存在早石炭世地层无疑，并建立了Ｓｕｂ－ｌｅｐｉｄｏｄｅｎｄｒｏｎ－Ａｃｈａｅｏｃａｌａｍｉｔｅｓ－Ｃａｒｄｉｏｐｔｅｒｉｄｉｕｍｓｐｅｔｓｂｅｒｇｅｎｓｅ组合带。与此同时，作者又在辽东、辽西石炭系下部采到了丰富的孢粉化石共３６属７５种，并归结为Ｌｙｃｏｓｐｏｒａｐｕｓｉｌｌａ－Ｃｒａｓｓｉｓｐｏｒａｋｏｓａｎｋｅｉ组合，时代为早石炭世晚期，即维宪－纳缪尔Ａ期。从而孢粉、植物大化石互为佐证，进一步肯定辽东、辽西存在早石炭世地层，进而改写了华北地质史的内容，并对古构造、古地理的研究具有重要意义。另外，孢粉层位还发现了丰富的叶肢介化石，这是我国石炭纪的第３处叶肢介产地，对叶肢介的起源、演化及利用多门类生物化石解决石炭系的内部界线划分积累了资料。     

OpenGL虚拟相机模拟摄影测量二次成像

利用OpenGL虚拟相机重现摄影测量过程,借助OpenGL中的高级函数对已知摄影参数的影像进行二次成像模拟,建立OpenGL透视成像各函数参数与摄影测量内外方位元素之间的定量表达式,实现利用OpenGL对航空摄影测量获取影像过程的成像模拟。试验结果表明,在已知空间物体的三维信息和摄影参数的基础上,获取的空间物体二次成像结果与UCD相机获取的航空影像完全叠合。     

Study on Effects of Building Morphology on Urban Boundary Layer Using an Urban Canopy Model

An urban canopy model is incorporated into the Nanjing University Regional Boundary Layer Model. Temperature simulated by the urban canopy model is in better agreement with the observation, especially in the night time, than that simulated by the traditional slab model. The coupled model is used to study the effects of building morphology on urban boundary layer and meteorological environment by changing urban area, building height, and building density.It is found that when the urban area is expanded, the urban boundary layer heat flux, thermal turbulence, and the turbulent momentum flux and kinetic energy all increase or enhance, causing the surface air temperature to rise up. The stability of urban atmospheric stratification is affected to different extent at different times of the day.When the building height goes up, the aerodynamic roughness height, zero plane displacement height of urban area, and ratio of building height to street width all increase. Therefore, the increase in building height results in the decrease of the surface heat flux, urban surface temperature, mean wind speed, and turbulent kinetic energy in daytime. While at night, as more heat storage is released by higher buildings, thermal turbulence is more active and surface heat flux increases, leading to a higher urban temperature.As the building density increases, the aerodynamic roughness height of urban area decreases, and the effect of urban canopy on radiation strengthens. The increase of building density results in the decrease in urban surface heat flux, momentum flux, and air temperature, the increase in mean wind speed, and the weakening of turbulence in the daytime. While at night, the urban temperature increases due to the release of more heat storage.     

基于BP神经网络的地质灾害细网格预报模型

地质灾害成因复杂,其中以气象因素、地质地貌因素引发的地质灾害最为常见.以金华地区为例,通过对金华市地质地貌条件及其对地质灾害点的调查,将全区划分为4个地质灾害隐患风险等级的网格区域.在此基础上利用金华中尺度气象资料,采用BP神经网络模型,建立地质灾害细网格预报模型,对该模型进行模拟和预报试验.结果表明,合理的隐患风险等级分区能使预报模型更符合科学规律,而采用分布较细的中尺度资料作为预报因子能进一步提高预报精度.模型的预报结果达到一定的可信度,为防灾减灾工作提供了科学依据.