OpenMP并行计算在卫星重力数据处理中的应用

本文对新一代卫星重力数据处理中的计算密集型任务进行了分析,总结出需要采用并行计算技术提高效率的几个关键任务。对不同的并行手段进行了比较,采用了OpenMP并行方法,并通过算例验证了并行设计方法的有效性。结果表明,并行计算能明显提高GRACE/GOCE任务的数据处理效率。     

基于长短期记忆神经网络的风速超短期快速滚动预报技术

利用甘肃省某风电场2017—2020年测风数据，基于长短期记忆神经网络（LSTM）模型，通过评估不同输入数据和模型时间窗口长度下的预报精度，设计一套适用于风电场的风速超短期快速滚动预报方案。结果表明：通过输入不同的特征变量，在风速的超短期(未来4 h内)预报中，风速自身变化起主导作用，模型输入变量中只加入各高度层的风速能得到更好的模拟效果。通过评估LSTM模拟时间窗口长度L对模拟效果的影响，当时间窗口长度L≤24 h时，模拟效果较好，说明超短期风速变化主要和风速自身临近时刻的变化有关；当L>24 h时，模拟效果快速下降，说明过长的L会削弱模拟能力，降低模拟精度。 通过分析LSTM在未来4 h内的风速模拟能力，发现随着预报时长的增加，模拟精度逐步下降，但在未来2 h内的风速均方根误差RMSE均小于2 m〖DK〗·s-1，结果较为理想，且该方法对计算资源要求不高，经济实用性强，在业务中具有较高的应用潜力。     

基于SPI指数的当前及未来中国东北地区干旱时空演变特征分析

基于降水量历史观测数据和气候模式预估数据,采用标准化降水量指数(Standandized Precipitation Index, SPI)识别干旱事件,从干旱发生的频率和强度特征分析其危险性,研究东北地区当前及未来不同气候变化情景下干旱时空变化特征。结果显示:(1)bcc-csm1-1对东北地区降水的模拟效果较好;(2)东北地区年降水量东南多西部少,未来远期较近期降水增幅更为明显,中、西部地区降水增幅略高于其他地区;(3)仅在RCP8.5情景下未来近期研究区中部地区干旱有加重的趋势,主要源于该时段夏季降水的变化,其余时段皆呈干旱危险性减弱。     

西太平洋俯冲带的演变:来自东北亚陆缘增生杂岩的制约

本文系统总结了东北亚陆缘晚古生代和中生代增生杂岩的构成与形成时代,并结合同时代火成岩组合及其时空变异以及沉积建造组合,重塑了西太平洋板块俯冲带的演变历史.结果表明:①位于佳木斯地块东缘的跃进山杂岩代表了二叠纪俯冲带,它是古亚洲洋构造体制的产物;②侏罗纪增生杂岩代表了侏罗纪俯冲带,与陆缘同期钙碱性火成岩组合以及含煤建造一...     

两次台风衍生龙卷的环境背景和雷达特征对比分析

利用ECMWF高分辨率再分析资料及广州多普勒天气雷达资料,对1522号台风"彩虹"外围衍生的广州番禺龙卷和1806号台风"艾云尼"外围衍生的广州南沙龙卷进行对比分析,同时还挑选了一个未发生龙卷的台风做外围环境参数对比。结果表明:两次强龙卷都发生在登陆台风的东北象限,中低空急流明显、低层辐合、高层辐散在珠江三角洲地区叠加是产生龙卷的有利天气背景。环境影响因子均表现为对流有效位能较大、低层风速较大、垂直风切变较强、抬升凝结高低较低、抬升指数较小、风暴相对螺旋度较大:相比之下,未发生龙卷的台风外围中低空急流依然明显,但其他环境影响因子大多数未达到发生龙卷的条件阈值。雷达反射率上均表现为一些超级单体特征,最强反射率均在59 dBZ以上,且低仰角都存在明显的速度对。由于"彩虹"龙卷过程的对流有效位能、中低层风速、低层风切变、抬升指数及中气旋强度等环境影响因子均明显强于"艾云尼"龙卷过程,导致其强度明显强于"艾云尼"龙卷。     

P–T–t–D records of Early Palaeozoic Andean-type shortening of a hot active margin: The Dunhuang block in NW China

High-pressure (HP) granulites form either in the domain of the subducted plate during continental collision or in supra-subduction systems where the thermally softened upper plate is shortened and thickened. Such a discrepancy in tectonic setting can be evaluated by metamorphic pressure–temperature–time-deformation (P–T–t–D) paths. In the current study, P–T–t–D paths of Early Palaeozoic HP granulite facies rocks, in the form of metabasic lenses enclosed in migmatitic metapelite, from the Dunhuang block, NW China, are investigated in order to constrain the nature of the HP rocks and shed light on the geodynamic evolution of a modern hot orogenic system in an active margin setting. The rocks show a polyphase evolution characterized by (1) relics of horizontal or gently dipping fabric (S1) preserved in cores of granulite lenses and in garnet porphyroblasts, (2) a N-S trending sub-vertical fabric (S2) preserved in low-strain domains and (3) upright folds (F3) associated with a ubiquitous steep E-W striking axial planar foliation (S3). Garnet in the granulites preserves relics of a prograde mineral assemblage M1a equilibrated at ~11.5 kbar and ~770–780°C, whereas the matrix granulite assemblage (M1b) from the S1 fabric attained peak pressure at ~13.5 kbar and ~850°C. The granulites were overprinted at ~8–11 kbar and ~850–900°C during crustal melting (M2) followed by partial re-equilibration (M3) at ~8 kbar and ~625°C. A garnet Lu–Hf age of 421.6 ± 1.2 Ma dates metamorphism M1, while a garnet Sm–Nd age of 385.3 ± 4.0 Ma reflects M3 cooling of the granulites. The mineral assemblage, M1, of the host migmatitic metapelite formed at ~9–12.5 kbar and ~760–810°C, partial melting and migmatization (M2) occurred at ~7 kbar and ~760°C and re-equilibration (M3) at ~5–6 kbar and ~675°C. A garnet Lu–Hf age of 409.7 ± 2.3 Ma dates thermal climax (M2) and a garnet Sm–Nd age of 356 ± 11 Ma constrains M3 for the migmatitic metapelites. The timing of this late phase is also bracketed by an emplacement age of syntectonic granite dated at c. 360 Ma. Decoupling of M1 and M2 P–T evolutions between the mafic granulites and migmatitic metapelites indicates their different positions in the crustal column, while the shared pressure–temperature (P–T) evolution M3 suggests formation of a mélange-like association during the late stages of orogeny. The high-pressure event D1-M1 is interpreted as a result of Late Silurian–Early Devonian moderate crustal thickening of a thermally softened and thinned pre-orogenic crust. The high-temperature (HT) re-equilibration D2-M2 is interpreted as a result of Mid-Devonian shortening of the previously thickened crust, possibly due to ‘Andean-type’ underthrusting. The D3-M3 event reflects Late Devonian supra-subduction shortening and continuous erosion of the sub-crustal lithosphere. This tectono-metamorphic sequence of events is explained by polyphased Andean-type deformation of a ‘Cascadia-type’ active margin, which corresponds to a supra-subduction tectonic switching paradigm.     

2005—2020年新疆百里风区精细化逐时风速特征研究

精细化捕捉风速大小及其变化细节过程，是顺利开展风区大风监控预报预警气象服务的关键理论支撑。本文基于百里风区气象观测站的风速数据，对质量控制后的2分钟平均风速、大风日数、日最大风速、日极大风速资料进行计算，给出百里风区2005—2020年精细化逐时风速特征。结果表明：（1）随时间分辨率的提高，24次与4次定时观测值差异明显增大，且偏差随风力等级增高而增大；（2）百里风区风速变化规律与大气环流紧密相关，地形起到加强放大作用。在太阳辐射及地形地貌影响下，百里风区年平均风速8.3 m·s-1，年平均大风日数200.6天，地面风速持续较高；（3）一年中春夏季平均风速最大，且较大风速持续时间长；（4）一日中平均风速高峰时段与大风易发时段不完全重合，平均风速最大值出现在夜间4时前后，大风高发时段峰值集中在17—20时。     

阿勒泰地区夏季短时强降水TlogP及环境参数特征

运用2010—2018年夏季阿勒泰地区区域自动站逐时降水量及阿勒泰站探空资料，统计分析短时强降水过程的T-logP形态及关键环境参数特征，以集合预报箱形图确定关键环境参数阈值。结果表明，阿勒泰地区短时强降水T-logP图形态可分为整层湿和上干下湿2种类型；主要出现在沿山、山麓、山区地带和乌伦古湖南部附近；6月下旬至7月下旬多发，午后至傍晚较易发生；造成该地区夏季短时强降水的环境参数多表现为7月最大，6月最小，说明7月更有利于短时强降水的发生；该地区夏季短时强降水的发生表现为一定的不稳定层结、露点温度维持在10℃左右，垂直风切变为中等偏弱，CAPE值较小；通过对各环境参数箱形图分析，总结归纳出该区短时强降水总体阈值。从而为阿勒泰地区夏季短时强降水潜势预报提供参考依据。