基于数值预报与雷达外推预报融合方法的降水回波短临预报试验研究

采用傅里叶-梅林变换、多尺度光流法及威布尔分布,对湖北省2020年6—7月4次降水过程雷达回波进行多尺度预报试验及其相位和强度校正。在此基础上,利用双曲正切函数对校正后的模式降水回波预报和雷达回波外推临近预报进行融合。最后,基于预报技巧评分和平均绝对误差及命中率等指标对不同时效、尺度及回波阈值的预报结果进行定量分析。结果表明:(1)融合后的0~3 h降水回波预报在范围和位置上均较模式预报和雷达外推预报改进明显,尤其对强回波预报有明显优势,对对流预报有积极作用;0.01°×0.01°尺度的0~1 h预报效果明显好于其他尺度及预报时效。(2)武汉RUC模式预报效果最差,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)最大为6.1~8.2 dBZ,而融合预报效果最好,MAE最小为4.7~6.5 dBZ。0.01°×0.01°尺度下融合预报的命中率(probability of detection,POD)随回波阈值和预报时效增加而降低,而其他尺度下20 dBZ回波阈值的平均POD最大、MAE最小,平均POD(MAE)均高于(低于)其他2种预报。总体来看,融合预报明显优于单一预报,对改进0~3 h定量降水预报有一定参考。     

节能温度、供热气象指数及供热参数研究

对北京市2001～2002年采暖季的室内外气象一热力试验数据进行科学分析，求出实际条件下不同环境温度、风速、辐射等气象条件下的节能温度，提出了供热气象指数及等级划分标准，推算出总供热量、供回水温度差及通过控制回水温度而知供水温度等供热参数，并已在北京市供热作业中投入应用，为实时供热调度提供了参考依据，是节能、增效、减污的基础。     

Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机间相对定位性能分析

针对目前连续运行参考站系统布设密度不足和使用成本较高的问题,提出一种将Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机放置于 固定点上作为基准站进行智能手机间相对定位的方法。超短基线数据分析结果表明,智能手机伪距和载波双差残 差均呈正态分布,这说明残差中不存在有色噪声成分,无需对传统的伪距、载波双差模型修正。将测地型接收机作 为基准站,智能手机作为流动站的相对定位结果作为比较对象,同型号智能手机间相对定位精度与比较对象定位精 度相当,不同型号智能手机间相对定位精度差于比较对象定位精度,所有组合的智能手机间相对定位内符合精度都 差于比较对象的内符合精度。动静态定位结果表明,将Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机作为基准站进行智能手机间相对定位可实 现亚米级定位精度。     

多普勒天气雷达双PRF径向速度资料质量控制

双PRF技术可用于扩展多普勒天气雷达不模糊速度的间隔,但是它也会导致径向速度资料受到离散奇异值的污染,在使用径向速度资料之前,需要对其进行质量控制。通过计算每个库的径向速度与其局地中值速度的差值,定量分析了CINRAD-SA、SC、CD和CC型业务多普勒天气雷达在双PRF模式下的径向速度数据质量,在此基础上提出了一种三步式的双PRF径向速度资料质量控制算法,即首先基于回波尺度大小对径向速度资料中的孤立噪声进行过滤,其次基于局地连续性原则对落在扩展不模糊速度间隔之外的模糊速度进行速度退模糊,最后基于已知的双PRF径向速度数据错误特征进行奇异值修正,并利用CINRAD-SA、SC、CD和CC型多普勒天气雷达的双PRF径向速度资料对该算法进行了测试。数据分析结果表明绝大部分点的速度都遵循连续性原则,与其局地中值速度的偏差较小或几乎没有偏差,而那些奇异值点的速度与其局地中值速度的偏差和高、低PRF的最大不模糊速度对应。对算法进行测试的结果表明该算法能有效地处理模糊速度并合理地修正速度奇异值。使用本算法对双PRF径向速度资料进行质量控制后,在保持原有数据空间分辨率不变的情况,径向速度数据质量得到显著提高。     

压密注浆的能量分析方法

为了能够从能量的角度分析压密注浆的力学机理，并给出注浆压力的理论解，将整个注浆过程视为无限土体中的圆孔扩张问题，根据注浆过程中能耗区土体在注浆压力和静止土压力作用下的应力、应变和体变关系以及注浆扩孔过程中的能量和体变守恒原理，推导出压密注浆极限注浆压力的理论解答。计算和分析表明，理论解的计算结果与工程实际比较吻合，而且球形扩孔的注浆压力比柱形扩孔的注浆压力要小得多，初步证实了理论解的可靠性。     

城市热岛强度订正与供热量预报

利用公主坟自动气象站(供热区)和北京市观象台(郊区)间1997～2001年4个冬季逐月(11月～3月)逐日4次气温差值，研究了城市热岛变化特征，结合其他研究提出了北京市各供热区城市热岛强度订正原则和初步结果。对北京市2001～2002年采暖季的室内外气象-热力试验数据进行科学分析，求出不同环境温度条件下单位面积供热量模式，按此模式运行则存在较大节能空间。     

INTERNET上气象网站掠影

二十世纪 90年代以来 ,随着ＩＮＴＥＲＮＥＴ功能的不断完善 ,ＩＮＴＥＲＮＥＴ逐渐走向大众生活 ,尤其是ＷＷＷ服务所提供的良好的用户界面和简便的操作性能 ,增进了人们对它的理解 ,使其用户激增。许多政府机构及商业公司意识到它的潜在价值后纷纷加入 ,使ＩＮＴＥＲＮＥＴ上的站点数量大大增加 ,至今其已成为遍布全球的信息资源宝库。气象站点也是这个资源宝库中的一员 ,ＩＮＴＥＲＮＥＴ上已经拥有比我们想象的要丰富得多的气象信息。如何利用这些信息并加入到以ＩＮＴＥＲＮＥＴ为中心的信息化浪潮中去是当今气象科技工作者面临的紧迫…     

基于MODIS云产品的AIRS像素云检测

为了利用MODIS云产品数据检测出大气红外探测器(AIRS)数据中像素云的特性,首先采用空间匹配算法对MODIS和AIRS数据进行匹配,然后结合MODIS云分类、云相态掩模及其业务上的云检测算法,实现了利用MODIS数据对AIRS像素云(单个视场云)特性的检测.结果表明,用MODIS 1 km分辨率产品数据可以实现对AIRS数据的云分类(低云、中云、高云)和云相态(水云、冰云、混合云)检测.     

WRF模式与Topmodel模型在洪水预报中的耦合预报试验研究

基于空间分辨率90 m×90 m的湖北荆门漳河水库数字高程模型（DEM）地形数据,并从2012-2015年选取了20场洪水过程（其中16场用于模拟,4场用于检验）,将华中区域数值天气预报业务模式WRF提供的三重嵌套空间分辨率3 km×3 km、9 km×9 km和27 km×27 km预报降雨与集总式新安江模型以及半分布式水文模型Topmodel耦合进行洪水预报试验。通过对比试验得到以下结论：当流域降雨的时、空分布比较均匀时,集总式新安江模型可以较准确地预报出洪峰流量和峰现时间,而当降雨时、空分布差异较大时,预报误差也会随之增大。基于DEM数据建立的Topmodel模型可以反映不同降雨时、空分布下洪水预报结果的差异,试验结果表明,3 km×3 km和9 km×9 km洪水预报的输出结果比较接近,且在确定性系数和洪峰相对误差上要优于27 km×27 km的洪水预报结果,而在峰现时差的预报上,则是27 km×27 km的洪水预报结果与实测较吻合。通过研究还发现,虽然当流域降雨的时、空分布存在一定差异时,3种空间分辨率的WRF预报降雨均无法预报出与实测一致的降雨分布,但是在某些情况下,当降雨的时间分布误差和空间分布误差相抵消时,仍然可以得到较为准确的洪水预报结果。因此,高时、空分辨率的模式预报降雨并不一定就能对洪水预报结果产生正贡献,需要通过反复尝试寻找水文模型和数值模式耦合的最佳时、空分辨率。