基于自主体的全球碳交易模拟

碳交易是未来全球应对气候变化的重要组成部分之一。基于Agent建模技术,开发了一个包含中国、美国、日本、欧盟、前苏联地区以及世界其他地区的全球碳交易模拟系统,并且根据人均累积排放权均等和减排目标控制原则,设置了"丁标准"情景和"2℃目标"情景,对全球碳交易行为展开了模拟研究。研究发现:(1)随着碳排放权的逐年减少,未来碳交易价格将呈上升趋势;(2)碳交易将有助于资金从发达国家向发展中国家转移;(3)由于碳交易允许配额缺口区域向配额盈余区域购买碳排放权,未来发达国家的人均碳排放量仍将高于发展中国家;(4)虽然碳交易能提高全球累计拉姆齐效用,但无论从中国在未来碳市场中的收支情况,还是全球福利水平的改善程度来看,"2℃目标"情景均将优于"丁标准"情景。     

豫西山区一次典型防雹作业方案宋建予设计及效果评估

利用2011年7月17日发生在豫西地区灵宝市寺河乡的一次典型防雹作业个例,从冰雹云的正确判别、作业方案的科学制定以及作业效果的尝试性评估等方面进行详细分析,设计了一种利用多普勒雷达产品确定作业部位、催化剂量和发射时机的防雹作业方案,为豫西地区科学开展人工防雹作业及其效果评估提供了一种新的思路：1）冰雹云的正确识别是人工防雹成功的关键,短期天气背景、气象要素场特征、探空资料以及雷达指标的分析可以及时判别出冰雹云。2）作业器具的选择、作业时机的把握、作业部位的判断、催化剂量的确定等都是决定人工防雹作业是否科学有效的重要因素,作业前必须认真科学地制定出防雹作业方案,减小人为的不确定性。3）在开展作业效果评估时,选取的对比云必须是与目标云具有相似的天气背景、云体特征和产生源地;另外,灾情实况也是效果评估的一个重要方面。     

Wavelet Transforms Applied to Irregularly Sampled Soil Data

Wavelet transforms have been used widely to analyse environmental data. These data typically comprise a series of measurements taken at regular intervals in time or space. The analysis offers a decomposition of the data that distinguishes components at different spatial scales but also, unlike Fourier analysis, can resolve local intermittent features. Most wavelet methods require the data to be sampled at regular intervals and little attention has been paid to developing methods for data that are not. In this paper, we derive a discrete Haar wavelet transform for irregularly sampled data and show how the resulting wavelet coefficients can be used to estimate contributions of variance. We discuss the interpretation of these statistics using data on apparent soil electrical conductivity of soil measured across a landscape as an example.     

高阶Runge-Kutta-Li算法对二维线性平流方程的计算检验

利用高阶Li空间微分方案(Li, 2005),实现了时间积分为3～6阶Runge-Kutta-Li(RKL)格式的求解算法。二维线性平流方程的试验结果表明:在计算稳定的条件下,各阶算法的计算误差随时间的推移基本上是线性增加的。非转动背景场的平流算例中（高斯型的初值）,高阶RKL算法可以取得较好的计算效果。与3、4、5、6阶RK算法配合的Li空间差分方案有效阶数可以达到5、7、9、10阶。RK 算法的阶数为5（6）阶时,总误差控制在10-7（10-8）以内。随RK阶数增加Li微分的有效阶数有增加趋势,且总误差逐渐减小。定常转速的背景场算例中（偏心的高斯型初值）,当RK阶数为3时,最优空间差分阶数为10;相应的阶数为4、5、6时对应的空间最优阶为16,22,22,总计算误差可以控制在10-15～10-16。随着精度的提高,误差的绝对值减小很迅速,说明算法是非常有效的。对于圆锥型初值（定常转速的背景场）,4、5、6阶RK算法和3阶算法的效果差不多。高阶算法对此类具有导数不连续点的算例,效果不如高斯初始场好,结果不能保持正定,有些地方误差出现下冲和上翘。随着空间差分精度的提高,非正定的解数量和数值减小,误差的绝对值减小,说明了算法在一定程度上是有效的,但并不适合追求极高的算法阶数。这与谱方法中的导数不连续问题有些相似,误差的产生主要源于导数的不连续性,差分类方法仅能获得与导数连续性阶数相当的算法精度。各种算例中,采用恰当的边界条件是必要的,例如旋转背景场算例,比较适合使用无穷远边界条件,否则会出现计算不稳定或无法将计算误差控制到较小的范围内。     

Crack Coalescence in Molded Gypsum and Carrara Marble: Part 1. Macroscopic Observations and Interpretation

Cracking and coalescence behavior has been studied experimentally with prismatic laboratory-molded gypsum and Carrara marble specimens containing two parallel pre-existing open flaws. This was done at both the macroscopic and the microscopic scales, and the results are presented in two separate papers. This paper (the first of two) summarizes the macroscopic experimental results and investigates the influence of the different flaw geometries and material, on the cracking processes. In the companion paper (also in this issue), most of the macroscopic deformation and cracking processes shown in this present paper will be related to the underlying microscopic changes. In the present study, a high speed video system was used, which allowed us to precisely observe the cracking mechanisms. Nine crack coalescence categories with different crack types and trajectories were identified. The flaw inclination angle (β), the ligament length (L), that is, intact rock length between the flaws, and the bridging angle (α), that is, the inclination of a line linking up the inner flaw tips, between two flaws, had different effects on the coalescence patterns. One of the pronounced differences observed between marble and gypsum during the compression loading test was the development of macroscopic white patches prior to the initiation of macroscopic cracks in marble, but not in gypsum. Comparing the cracking and coalescence behaviors in the two tested materials, tensile cracking generally occurred more often in marble than in gypsum for the same flaw pair geometries.

基于提升小波的影像变换与匹配

从第二代小波即小波提升方法出发,研究了一种反对称小波的影像变换算法、导出了其更新函数,并与线性提升算法进行了比较,结果表明,该算法不仅具有在位计算的特性,而且能够更好地突出影像边缘特征,为影像匹配提供了丰富的信息。在实时影像匹配中,同时采用了低频信息和高频分量,构成了多窗口匹配算法,试验证明,该算法能够提高匹配的效率和可靠性。     

GRAPES模式中物理过程时间计算精度对降水预报的影响

对数值模式物理过程与动力框架耦合方案进行了分析, 在GRAPES模式中引进了ECMWF模式中的Wedi (1999) 耦合方案, 此方案考虑了两个时间层物理过程的影响, 即将上游点和到达点物理过程的影响同时反馈到动力框架中, 它是二阶时间精度的耦合方案, 比原一阶精度耦合方案更加合理和准确。利用GRAPES模式, 设计了Wedi耦合方案与原耦合方案的连续数值试验。试验结果表明, 在逐日降水预报中, Wedi耦合方案与原耦合方案降水预报的T评分 (Threat score) 互有高低, 但差别不大; 预报的降水量可能有较小的变化, 但不能使预报降水的等级出现本质的改变。但对其平均后的分析可知, 新引进的Wedi耦合方案对预报降水评分具有正的贡献。即新耦合方案完善和改进了GRAPES模式, 对提高模式的降水预报准确率具有正效果。     

十一运会开幕式人工影响天气服务作业决策与实施流程设计

介绍了"十一运会"开幕式期间天气背景和人工消(减)雨作业防线设计,分析了实施区域人工消(减)雨火箭、高炮过量催化作业对监测预报、空域保障、指令下达、发射操作、弹药供给等技术保障要求及对策,明确了人工影响天气应急服务关键时间节点的主要工作内容,介绍了作业决策、作业实施、跨区作业等流程的技术要点和任务要求。经过全运会开幕式前期作业试验和应急服务检验,各项技术流程设计符合人工消(减)雨作业技术要求。     

二维均匀剪切湍流的湍涡闭合方案

通过仔细分析Thorpe与Woods等对湍流的典型实验,得到如下结论:(1)提出了湍流的太极模型;(2)指出了湍流串级的内容包括2个内容,一是湍流外圈层(大涡)在内旋到内部时产生新的圈层(小涡),二是在阴阳旋臂相切的锋面由于依然存在较大切变而产生新的次尺度湍涡;(3)指出湍流的耗散机制是通过湍涡,把具有切变的2流场的交界面通过旋转而无限拉长以增大2者的接触面积,加强了交界面之间的分子交换,从而实现了湍流层层混合的高效率;(4)基于湍涡结构,提出了湍涡闭合方案,给出了Reynolds应力的表达式,闭合了雷诺方程;(5)混合长反映了湍涡的大小,Karman常数则反映了湍涡内外半径比的关系;(6)指出Reynolds方程算子是湍流方程推导的关键,提出了湍流算子的概念;(7)推导出了新型的湍流运动方程;(8)提出了关系不变性原理。     

Improving Non-local Parameterization of the Convective Boundary Layer

We propose improvements in the “non-local” parameterization scheme of the convective boundary layer. The countergradient terms for components of the momentum fluxes are introduced in a form analogous to those for other scalars. The scheme also includes explicit expressions for entrainment fluxes of momentum, temperature, and humidity. A simplified procedure for calculating the boundary-layer height is proposed, consisting of two steps: the evaluation of the convection level, followed by the assessment of the depth of the interfacial layer.