一个压力坐标海洋环流模式(PCOM1.0)的基本模拟性能评估

参照Griffies et al.(2009)提出的海洋—海冰耦合模式参考试验(Coordinated Ocean-ice Reference Experiments,COREs),设计了一个800年积分的数值试验,对一个质量严格守恒的压力坐标海洋环流模式(Pressure Coordinate Ocean Model,PCOM1.0)的基本模拟性能进行了评估,并与观测资料和再分析资料进行了对比。结果表明,PCOM1.0模拟的温盐场和基本流场与COREs模式的模拟水平基本接近。其中,模拟的大西洋经向翻转流在45°N附近达到18 Sv(1 Sv=106 m3 s-1),与观测估计值接近;对海表面温度的模拟误差主要集中在北太平洋黑潮区和北大西洋湾流区等中高纬度急流区;模拟的热带太平洋温跃层过于深厚;模拟的经德雷克海峡的体积输送达130 Sv,比大部分COREs模式及再分析资料都更接近于观测估计值。     

陆面模式CLM对若尔盖站冻融期模拟性能的检验与对比

陆面模式CLM(Community Land Model)是目前国际上发展较为完善并被广泛应用的陆面过程模式。本文使用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所位于青藏高原东部的若尔盖高原湿地生态系统研究站的观测资料,对CLM3.0版本及CLM4.0版本在上述地区的模拟性能进行了检验与对比。通过比较观测值与模拟值,验证了模式在高原季节性冻土地区的适用性,发现CLM4.0较CLM3.0在模拟结果上有了一定提高。CLM4.0加入了未冻水参数化方案,使模式可以模拟到冬季土壤冻结后存留的未冻水,显著增加了冻融期间土壤含水量的模拟,同时减小了土壤含冰量的模拟值。并因此增大了模拟的冻土热容量,减小了热导率,使冻融期间土壤温度的模拟也有了一定改善。但是模拟中也发现对于较深层土壤,温度模拟值在冻融期间较观测显著偏低。另外,在消融(冻结)过程阶段CLM4.0模拟的土壤含水量骤增(骤降)的时间均较观测提前。消融过程、冻结过程阶段模拟时间偏短,而完全冻结、完全消融阶段模拟时间偏长。因此CLM对于高原冻土地区的模拟仍是其需要重点改进的地方之一。     

黄河上游玛曲地区空气动力学参数的确定及其在陆面过程模式中的应用

为了定量描述黄河上游玛曲地区草地下垫面的空气动力学特征,为模式提供准确的下垫面参数,利用"黄河源区气候与环境综合观测研究站"2006年9月的湍流观测资料,结合Martano由单层超声观测资料确定下垫面空气动力学参数的方法,计算了黄河上游玛曲地区草原下垫面空气动力学粗糙度z0和零平面位移d,即z0为0.035 m,d为0.143 m。同时,将z0和d应用于陆面过程模式CoLM中,检验其对模式模拟性能的影响,结果表明,改进陆面参数后的模式对感热通量和潜热通量的模拟均有明显改善。     

Improvement of surface albedo simulations over arid regions

To improve the simulation of the surface radiation budget and related thermal processes in arid regions, three sophisticated surface albedo schemes designed for such regions were incorporated into the Biosphere- Atmosphere Transfer Scheme （BATS）. Two of these schemes are functions of the solar zenith angle （SZA）, where the first one has one adjustable parameter defined as SZA1 scheme, and the second one has two empirical parameters defined as SZA2 scheme. The third albedo scheme is a function of solar angle and soil water that were developed based on arid-region observations from the Dunhuang field experiment （DHEX） （defined as DH scheme）. We evaluated the performance of the original and newly-incorporated albedo schemes within BATS using the in-situ data from the Oasis System Energy and Water Cycle Field Experiment that was carried out in JinTa, Gansu arid area （JTEX）. The results indicate that a control run by the original version of the BATS generates a constant albedo, while the SZA1 and SZA2 schemes basically can reproduce the observed diurnal cycle of surface albedo, although these two schemes still underestimate the albedo when SZA is high in the early morning and late afternoon, and overestimate it when SZA is low during noontime. The SZA2 scheme has a better overall performance than the SZA1 scheme. In addition, BATS with the DH scheme slightly improves the albedo simulation in magnitude as compared to that from the control run, but a diurnal cycle of albedo is not produced by this scheme. The SZA1 and SZA2 schemes significantly increase the surface absorbed solar radiation by nearly 70 W m^-2, which further raises the ground temperature by 6 K and the sensible heat flux by 35 W m^-2. The increased solar radiation, heat flux, and temperature are more consistent with the observations that those from the control run. However, a significant improvement in these three variables is not found in BATS with the DH scheme due to the neglect of the diurnal cycle of albedo. Further analysis indi     

利用卫星数据反演海洋蒸发波导的研究

海洋蒸发波导是海洋大气中的一种异常折射结构,通常是由观测站点的传感器数据计算得出。但这种方法只能得到单点的海洋蒸发波导,无法满足我们对大范围海域的海洋信息需求。文中提出了一种利用卫星遥感数据反演海洋蒸发波导的方法,并利用观测站点的数据对反演结果进行订正,从而得到了完整的大面积海区蒸发波导环境。     

一种利用SAR图像检测船舶尾迹的方法

给出了一种检测星载SAR(合成孔径雷达)图像中船舶尾迹的方法,该方法主要特点是将Radon变换局部化,即在对像素灰度值积分过程中沿着线性特征被分割后的若干短线段进行积分,而非对整张图像进行积分.该方法克服了Radon变换方法的局限性,使尾迹信号在背景噪声较强时依旧能被检测出,并且能检测出相对于整幅图像的尺寸较短小的尾迹.     

对气象短信制作的思考

专业气象服务作为气象部门的传统产业，在社会的发展中曾经作出过重要的贡献。随着社会的发展和人民生活水平的提高，手机已成为人们日常生活中必不可少的工具。被人们誉为第五媒体、拇指经济的手机短信以其迅速、方便、廉价、易保存等优点而倍受欢迎。如何更好地利用手机短信这种形     

CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据融合提取南极Amery冰架接地线

本文利用CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据,针对南极Amery冰架区域开展接地线提取研究.首先通过Landsat 8光学影像三次Hermite多项式插值处理,在坡度分析的基础上利用表面曲率改进方法获取接地线特征点;同时对CryoSat-2测高数据进行坡度分析和表面曲率计算,通过沿轨梯度分析方法提取接地点;最后将Landsat 8与CryoSat-2数据获取的接地点进行最小二乘融合得到融合接地线.实验结果表明,融合结果利用高空间分辨率光学数据不仅能保证接地线提取精度,同时测高数据还能够弥补光学数据受云遮挡导致的数据空缺,保持接地线的完整性.与MOA产品比较可以看出,融合数据点与MOA接地线平均距离为367 m,标准差为601 m,所有数据点中距离小于1 km的点占总数的93.19%,与MOA产品具有较好一致.本文提出的融合算法可以实现空间连续的接地线提取结果,对后续研究南极物质平衡、冰流速计算等具有重要的意义.     

作物产量预报的准确性和有效性

准确性的高低直接影响到作物产量预报的实用价值及其社会经济效益,是评价产量预报的重要指标。十几年来,我国的农业气象产量预报从无到有、从科研到业务,有了很大进展。预报的准确性常以相对误差来表示,由于不同预报对象(不同农业生态环境、不同地域范围和作物种类)的年际变化相差很大,同样的相对误差,预报的价值及其难度却不同。因此,建立一个客观,合理、通用的产量预报准确性评价指标是非常必要的。本文通过分析不同地域范围和不同作物产量序列的波动特征,认为同样的预报准确度,对不同的预报对象,其价值是不同的。为此,引入预报有效性的概念,作为评价产量预报准确性的统一指标。     

水热变化对冬小麦生长发育的模拟试验

应用CERES小麦模式,在假定水热条件变化(日平均温度变化-1℃,0℃,1℃和2℃,日降水量变化±20％,±10％,±5％和0％,共28种组合)的气候情景下,模拟了小麦的生育过程。结果表明,对于试验点镇江来说,温度变化比水分变化对小麦的影响更显著;温度升高,发育加快,生育期缩短;水热变化对籽粒产量的影响多数为不利,特别在温度降低、水分减少时更为明显;温度升高、降水减少均可使土壤有效水分减少。