MJO预报研究进展

热带大气季节内振荡 (Madden-Julian oscillation,MJO) 是次季节-季节时间尺度气候变率的支配模态。它不仅对低纬度地区天气气候产生重要影响,还能够通过经向传播和激发大气遥相关波列对中高纬度地区产生影响,是延伸期尺度最重要的可预报性来源。因此,MJO预报是次季节-季节气候预测中极为重要的部分,近年来受到国际学术界广泛关注。该文回顾了MJO预报发展历史,概述了当前国际上主要科研业务机构的MJO预报发展现状。目前基于统计方法和气候模式的MJO预报研究取得了较大进展,特别是多个耦合气候模式和一种基于时空投影方法的统计模型均能够显著提升MJO预报技巧 (有效预报可达20 d以上)。该文还介绍了中国气象局国家气候中心在MJO预报技术发展和业务系统研制方面的新进展,当前基于第2代大气环流模式的MJO业务预报填补了国内空白,技巧为16~17 d,而耦合气候模式试验的技巧已达到约20 d。总体来看,利用耦合模式预报MJO是未来发展的主要方向,其中,面向MJO的模式初始化和集合预报新方法研究将是关注重点。     

一种改进的TSI3563积分浊度误差校正方法

TSI3563型积分式浊度计是一种性能出色的气溶胶散射系数观测仪器,然而由于仪器设计所固有的限制,TSI3563型浊度计观测结果包含有角度截断和非朗伯体光源两项系统性误差,会使观测结果较真值偏小10%左右。因此,需要对TSI3563型浊度计的观测结果进行校正才能得到较为精确的散射系数观测值。该研究利用2009年华北平原HaChi气溶胶外场观测数据测试了现有校正方法,结果显示,传统的校正方法在我国华北平原这样的高气溶胶污染地区并不适用。为此,提出一种改进的校正方法,利用同时观测的PM₁和PM₁₀数据,在校正方案中加入超微米粒子体积比这一参量,对于不同体积比采用不同的校正函数。利用实际观测数据检验后发现,改进方法的校正效果相对于传统方法有很大改善。     

低温雨雪过程的粒子群-神经网络预报模型

利用逐日气温和降水量数据、NCEP/NCAR再分析资料以及预报场资料,通过分析提取我国南方区域持续性低温雨雪过程及其预报因子,使用粒子群-神经网络方法建立非线性的统计集合预报模型 (PSONN-EPM),对我国南方区域持续性低温雨雪过程进行预报试验。结果表明:以过程的冷湿程度及影响范围为标准,将低温雨雪过程分为一般过程和严重过程,并建立不同的预报模型效果较好。通过10 d独立样本预报试验看,基于粒子群-神经网络方法建立的集合预报模型比基于逐步回归方法建立的预报模型的预报平均相对误差小,对严重过程预报能力高于对一般过程预报,且这种非线性统计集合建模方法在建模过程中不需要调整神经网络参数,在实际预报业务中值得尝试。     

基于WebGIS的气象综合显示系统改进与实现

针对基于WebGIS的气象信息显示和查询系统在应用中存在交互性差、响应速度慢、可扩展性不强等问题, 引入MapServer开源应用框架pMapper,对框架的技术路线进行探讨,并提出在pMapper框架下实现基于Ajax的WebGIS方案,最后通过修改源代码和开发嵌入式组件快速构建基于Ajax的WebGIS气象综合显示系统,实现原业务系统的升级。通过在实际业务中使用证明,改进后的系统可有效提高WebGIS的运行效率,可支持100~150用户并发;多数页面平均响应时间在3 s之内。基于pMapper框架开发WebGIS仅需要15~30 d,提高了开发效率,为WebGIS开发人员提供了一种快速构建WebGIS应用系统的新思路。     

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系外行星系统掩星周期变化研究进展

在掩星法发现的系外行星系统中,如果存在其他未知的伴星绕同一颗恒星运动,掩星行星由于受到伴星引力的影响,运动轨道将发生变化,轨道周期不再是常数,而是变化的。利用这种变化探测掩星系统中的其他行星,已成为一种新的方法。主要介绍了未知行星与掩星行星之间的引力作用引起的掩星周期变化效应,以及掩星周期变化法探测系外行星的理论和研究进展状况,最后简要讨论了几种影响掩星周期变化的其他因素:共轨行星、卫星、潮汐效应、相对论效应及恒星的引力四极矩等。     

On some applications of invariant manifolds

Taking transfer orbits of a collinear libration point probe, a lunar probe and an interplanetary probe as examples, some applications of stable and unstable invariant manifolds of the restricted three-body problem are discussed. Research shows that transfer energy is not necessarily conserved when invariant manifolds are used. For the cases in which the transfer energy is conserved, the cost is a much longer transfer time.     

Constraining the gravitational redshift of a neutron star from the Σ-meson well depth

The effect of the Σ-meson well depth on the gravitational redshift is examined within the framework of relativistic mean field theory for the baryon octet system. It is found that, for a stable neutron star, the gravitational redshift increases with the central energy density increase or with the mass increase but decreases as the radius increases. Considering a change of U_S^(N)U_{\Sigma}^{(N)} from −30 MeV to 30 MeV, for a stable neutron star the gravitational redshift near to the maximum mass increases. In addition, it is also found that the growth of the U_S^(N)U_{\Sigma}^{(N)} makes the gravitational redshift as a function of M _max/R increase, the higher the U_S^(N)U_{\Sigma}^{(N)} the less the change in the gravitational redshift.     

虚拟天文台数据访问系统(VO-DAS)任务调度设计与实现

为解决异地、异构、海量天文数据无缝透明地统一访问,中国虚拟天文台(China-VO)研究小组自主设计并开发了一套解决方案——虚拟天文台数据访问系统(VO-DAS)。着重从执行流程、设计模式、Session机制、生命周期、资源销毁、异常处理等模块详细阐述了该系统的任务调度设计。为了验证该系统的可行性和性能,最后描述了多个天文科学范例。     

青藏高原热力异常与华北汛期降水关系的研究

利用1980～1994年NCEP/NCAR再分析资料,以及我国336个测站1956～1994年月降水量资料,通过诊断分析和数值实验,研究了夏季高原上热力异常与华北汛期降水的关系.结果表明:华北汛期干旱年,青藏高压及西太平洋副热带高压偏南、偏东,华北汛期降水偏多年则相反;华北汛期旱年时,高原上升、高原东侧邻近地区下沉的垂直环流明显加强,而降水偏多年时,垂直环流减弱,华北地区为上升气流控制;夏季高原为热源和水汽汇区,它们的异常对华北地区降水有很大影响,当热源和水汽汇增强(减弱)时,华北地区降水偏少(偏多).数值试验表明,高原上潜热加热异常引起青藏高压、西太平洋副热带高压、亚洲季风以及欧亚中高纬地区环流的变化,进而影响到华北地区的降水.