适应数值模式垂直坐标的GPS掩星反演资料稀疏化方案

GPS掩星反演大气温湿资料具有高垂直分辨率、高精度、受云和降水影响小等优点,针对GRAPES同化预报系统,发展设计了一种既考虑预报模式高度-地形追随垂直坐标不均匀分层特点,又结合掩星反演资料特性的新适应性垂直稀疏化方案。通过个例试验和批量试验,探索了该适应性稀疏化方案对分析预报质量的影响。试验结果表明:选取合适的稀疏参数,新稀疏化方案的GPS掩星反演资料对背景场的调整更加有效,分析场质量更高;位势高度、比湿、温度和风场等预报场的均方根误差均更小;适应性稀疏化方案对改善台风路径预报具有积极作用。批量试验则进一步证实了适应性稀疏化方案对分析场质量有明显的改善作用。     

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。     

Investigating vegetation biophysical and spectral parameters for detecting light to moderate grazing effects: a case study in mixed grass prairie

Identifying effective vegetation biophysical and spectral parameters for investigating light to moderate grazing effects on grasslands improves management practices on grasslands. Using mixed grasslands as a case study, this paper compares responses of vegetation biophysical properties and spectral parameters derived from satellite images to grazing intensity, and identifies the suitable biophysical and spectral parameters to detect grazing effects in these areas. Biophysical properties including cover, canopy height and Leaf area index (LAI) were measured in three sites with different grazing managements and one benchmark site in 2008 and 2009 in Grasslands PlaceTypeNational Park and surrounding provincial pastures, Canada. Thirteen vegetation spectral indices, calculated by statistically combining different spectral information, were evaluated. The results indicate that canopy height and the ratio of photosynthetically active vegetation cover to non-photosynthetically active vegetation cover (PV/NPV) showed significant differences between ungrazed and grazed sites. All spectral vegetation indices except the canopy index (CI) show significant differences between grazing treatments. Red-Near infrared (Red-NIR) based vegetation indices, such as Modified Triangular Vegetation Index 1 (MTVI1), Soil-adjusted Vegetation Index (SAVI), are significantly correlated to the PV/NPV. Green/Mid-infrared (Green/MIR) related vegetation indices, i.e. Plant Senescence Reflectance Index (PRSI) and Normalized Canopy Index (NCI), show significant correlation with canopy height. Models based on a linear combination of MTVI1 and SAVI were developed for PV/NPV and PRSI and NCI for canopy height. Models that simulated PV/NPV and canopy height show significant correlations with grazing intensity, suggesting the feasibility of remote sensing to quantify light to moderate grazing effects in mixed grasslands.     

时间加密探空观测对分析和预报质量的敏感性研究

探空观测是气象资料同化中最基本的常规观测资料,对同化分析和预报的有效改善具有重要作用。由于现有探空观测站的空间分辨率较低,分布不均匀,且每日仅有两次观测,数量偏少,限制了其分析场对中小尺度大气状态的准确再现能力。自我国L波段雷达-数字探空仪更新换代以来,探空观测具备了获取每日4次、垂直分辨为秒级和分钟级的大气廓线资料。本文利用WRF中尺度数值模式,通过06时（世界时,下同）加密探空资料和12时常规探空资料的有效同化,研究分析了时间加密探空观测资料对同化分析和预报质量的敏感性影响。结果表明：同化06时的时间加密探空资料的午后暴雨预报质量优于12时常规探空观测。具体而言,同化06时的时间加密探空资料预报的大雨和暴雨的预报技巧高于12时常规探空资料;位势高度、温度和风场等预报场的均方根误差在高层的改进效果更加明显;06时的时间加密探空资料的同化对高层的高空急流和低层的水汽通量散度的预报质量贡献更大。批量试验进一步证实了有效同化时间加密探空资料对分析和数值预报效果改进的积极意义。     

环球海洋大气气溶胶化学研究

1986年11月—1987年5月,在中国第三次南极考察和环球科学考察期间,收集了58个海洋气溶胶样品,采用中子活化法分析了Al,V,Mn,I,Br,Mg,Na,Cl等元素。应用因子分析、回归分析和富集因子分析对气溶胶中元素进行分类、定量评估和来源判别,讨论不同来源元素的特征,计算各主要来源的贡献分量。结果表明,海洋气溶胶中Al的99.99％是来自陆源地壳风化物,Na的99.2％。和Cl的99.99％是来自海水,V的91.4％。来自陆源污染物。因此,Al可作为海洋气溶胶中陆源地壳风化物的示踪元素,Na和Cl可作为海水源示踪元素,非地壳源的V则可选择为陆源污染物的示踪元素。     

COSMIC掩星反演大气温湿资料的质量特征分析

针对COSMIC(Constellation Observation System of Meteorology Ionosphere and Climate)掩星反演的大气温度和水汽压二级资料,利用常规探空观测和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)分析资料分别进行质量检验分析,以揭示反演资料质量的海陆差异、随纬度和高度变化等三维空间特征。结果显示:我国区域反演资料的温度略低于探空观测与NCEP分析资料,温度与水汽压相对于检验资料的均方根误差较小;全球范围内,反演大气温湿资料的质量随高度和纬度的不同而存在明显差异,而且海洋和陆地上质量的水平和垂直分布特征也存在显著不同。总体上看,COSMIC反演大气温湿资料具有良好的可靠性与精确度,可作为我国数值预报资料同化的新资料,反演温湿资料的质量特征也可为COSMIC资料同化的质量控制和垂直稀疏化方案的设计提供科学依据。     

非高斯分布观测误差资料的变分质量控制对暴雨预报的影响

观测资料的质量控制直接影响数值预报资料同化的分析质量。本文针对GRAPES区域同化和预报的三维变分资料同化系统,发展了基于观测误差为"高斯分布+均匀分布"模型的变分质量控制方案,讨论了该方案的初始启动和关键参数,并检验分析了其适用性与有效性。同时,以全球预报系统(GFS)资料作为背景场,利用探空、地面、船舶、飞机、云迹风等常规观测资料和COSMIC卫星反演资料进行同化和预报,分析了华南地区特大暴雨的个例试验和2013年8月共31 d的批量试验。试验结果表明:变分质量控制能够依据观测资料的不同质量对观测权重进行合理调整,对位势高度、气压、风、比湿的分析增量场和分析场改善显著,尤其在强降水区具有更加明显的效果;对降水落区、降水强度及中心位置的预报质量具有较好的提高,特别对暴雨、大暴雨等较大降水量级的预报能力反映出更好的改善效果,充分显示了变分质量控制在中小尺度剧烈天气过程中对同化分析和预报的重要作用。     

Characteristics of metals in atmosphere over the western Taiwan Strait-Ⅰ. Concentrations and distributions

INTRODUCTIONTheattentiontothestudyofmetalsinthemarineaerosolparticulatesisincreasingduetotheirenvironmentalecologicaleffectsandcontributiontothebiogeochemicalcycle.Intheaspectofenvironmentalecologicaleffects,first,onthesideofclimate,aerosolswithmetalscanactascloudcondensationoricenuclei,absorbandscattersolarradiation,andaffecttheradiationbudgetontheearth.Therelativelyhighironcontent(5%)ofthedustcanabsorbtheshortwavelengthradiationefficiently.Second,onthesideofecologicaleffects,di~lvedAlse…     

Characteristics of metals in atmosphere over the western Taiwan Strait Ⅱ. Sources and fluxes

I~IOWDuceetal.(1980)calculatedthattheair-seaexchangeprocesscouldsupply80%--90%ofthediforedironinputtothephotcrzoneoftheSargassoAsfromairand16%--76%tothecentralNorthPacific.CuisessentialtotheTnarineorganisms,butexcessiveCuistoxictOtheOrganisms.CdandPh...     

台湾海峡西部海域大气中金属的特征──Ⅱ.大气颗粒金属的来源和入海通量

通过因子分析和相关回归分析,台湾海峡海域大气中颗粒物中金属的来源特征为:Fe主要来自地壳风化尘土,少量来自污染物.Pb和Cd主要来自污染源,少量Pb来自尘土和海水.Na主要来自海水,但也有少量来自尘土和次生气溶胶.Cu主要来自尘土,部分来自污染物,少量来自海水.比较台湾海峡西部海域来自大气和来自河流的金属通量,大气中的Cu低于河流,Pb高于河流,Cd略高于河流.