地表CO2浓度分布模拟试验及分析

如何获取CO₂浓度时空分布特征,是气候变化研究中的一个关键问题。本文基于中国碳卫星在吉林航飞试验区的地面观测数据,分析地表CO₂浓度与环境变量的相关关系,运用多元线性回归与HASM高精度曲面建模相结合的方法,模拟航飞区地表CO₂浓度分布格局。结果表明：CO₂浓度空间分布受气象条件的影响较大,短波辐射是影响CO₂浓度的重要因素;第1时段整体浓度最高,特别是在西部区域;第2时段CO₂浓度高值区东移,呈现西低东高的分布特点;第3时段浓度空间分布与第2时段有类似的特征,但细节存在差异,且高值区缩小;精度对比显示在采样点较少及采样密度不大的情况下,HASM方法的模拟误差小于Kriging方法。因此,这种使用多元线性回归模型通过引入环境变量获得高分辨率趋势面,结合HASM模型进行修正残差提高模拟结果精度的手段,可作为模拟地表CO₂浓度时空分布的有效方法。     

西藏那曲一次特大冰雹的数值模拟研究

针对数值模式在模拟高原强对流天气时,如何选取各种微物理过程方案及表征量的问题。采用中尺度天气模式WRF,对2010年9月25日青藏高原那曲地区的一次午后热力雷暴及其带来的冰雹过程进行数值模拟,探讨了不同微物理过程方案在高原地区的适用性,以及高时空分辨率的诊断量对雷暴的反映。将模拟结果与实况卫星云图对比,显示当模式中微物理过程采用WSM3方案时,模拟效果较为准确。模式输出的高分辨率中尺度要素场能较准确地反映雷暴云团的位置情况,模式输出的各种参量(如CAPE,KIm,假相当位温等)随时间的变化情况,均能较准确地描述热力雷暴发生发展过程。     

水平均匀大气边界层的立方样条方法数值模拟

本文介绍了立方样条方法,并将该方法应用于大气边界层数值模拟,对定常水平均匀大气边界层作了数值研究。     

FY-3A卫星MWHS资料同化及四川盆地暴雨数值模拟分析

为研究中国FY-3A(风云三号A卫星)资料在数值模式中对暴雨模拟的作用,以2012年07月03日发生在四川盆地的一次暴雨过程为个例。利用WRF(V3.3)模式和三维变分同化系统WRF-3DVAR,对FY-3A的MWHS(微波湿度计)资料进行同化试验研究。研究结果表明:同化MWHS资料后,相比控制试验,(1)同化方案A在降水区出现+3K的正增量中心和+10%的正增量湿中心,改善了大气能量场和湿度场信息;(2)同化方案A提高了降水区垂直速度和涡度场的数值和分布位置,并较好的刻画出风场的辐合辐散区域和水汽通量高值中心,准确模拟出水汽通量的中心位置;(3)对此次暴雨个例试验研究,在中东部、东北部主降水区,同化方案A模拟降水区分布形式较好,尤其是降水强度得到较大提高降水值达230mm,非常接近实况降水值(227mm),同化MWHS资料可以较好提高WRF模式降水预报能力。     

三维冰雹云模式对那曲冰雹天气过程的数值模拟研究

为了对西藏地区冰雹天气有更多的认识,利用三维冰雹云模式对2007年和2008年两年发生在那曲地区的冰雹天气进行了数值模拟,并以2008年8月22日发生在那曲的冰雹天气为个例进行了分析,同时探讨三维冰雹云模式在西藏地区的适用性问题。结果显示：模式能够较好地反映云体发展进程中的宏观动力学过程以及微物理过程。宏观方面：能够模拟出冰雹云发生、发展、成熟、消散的过程;微物理方面：能够模拟出各阶段的水汽混合比。模式能够应用于对西藏地区冰雹天气的研究;考虑冰项过程时,模拟的云体发展更强盛,云顶高度抬高,模拟时间更长;固态水成物粒子的积累过程和融化过程对降水有重要贡献;模式模拟的冰雹直径对预报冰雹直径有一定参考价值。     

FY-2D云导风在“鲶鱼”台风模拟中的同化试验

为了能给国内的云导风产品在通道的选择和使用方法上提供一些新的参考,以2010年的“鲶鱼”台风为个例,通过对FY-2D云导风产品在WRF模式中的同化对比试验,分析比较了同化了云导风资料之后的台风路径和位势高度场、风场的变化。结果表明,同化之后台风路径的偏差水汽通道要远大于红外通道,随着积分时间的延长,红外通道数据的加入对模拟台风路径的订正作用比水汽通道显著;模式使用不同同化方案的模拟结果也有明显的差别,其中以每24小时一次冷启动的同化循环方案对台风路径有较准确的模拟,而在分析不同通道导风质量优劣方面,则以热循环同化方案最佳。     

火山地区重力场变化的数值模拟

推导了火山活动引起的重力变化与地面三维位移场变化的表达公式，讨论了火山活动引起重力场变化的时空分布特征。根据火山活动的特点，采用张开型矩形位错理论模型对火山活动过程引起的地面重力场变化进行了数值模拟，并对一些火山地区观测到的重力变化进行理论解释。     

基于立体网格的放射性污染物扩散过程模拟与表达

针对放射性污染物的扩散过程表达问题,设计了适用于该方法的状态建模与面向对象建模混合的数据模型,该模型支持真三维的网格化表达与元胞机推演,可以将传统放射性污染物的计算与表达结合在一起,数据不需要多次转换与重采样,降低了精度和效率的损失。通过两个实验,分别针对单源和多源放射性污染物的大气扩散过程进行了模拟,扩散模拟的结果符合放射性污染物扩散的客观规律,整个扩散表达过程中任意一个时刻、截面或者空间的污染物浓度都可以动态地计算和表达,过程具有非常好的直观性和可分析性。     

复杂起伏地表的POD数值模拟

对油气勘探和大地测量中的复杂起伏地表采用POD方法进行数值模拟.从大量的观测数据中提取出标准正交的基函数,用这些基函数对起伏地表进行拟合.模型试验表明:这种方法是高效可行的,可广泛应用于数据压缩、图像处理、信号分析和流体的优化控制中.     

采样密度对大气稳定度频率的影响

分别以每日２４次、１２次、８次、４次采样密度统计了成都、重庆两地的各类大气稳定度频率分布。结果指出：对年平均而言，采样密度对两地各类稳定度频率统计无影响，每日４次采样已足够。采样密度对冬季稳定度频率影响较大，应加密为每８８次采样即可满足精度要求。在精细研究稳定度频率的日变化时，应以每日２４次采样为宜。为保证稳定度频率统计的正确和环境评价的精度，确定合宜的污染物排放时间，对不同的研究问题，应取不同的采样密度。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷古流体动力场数值模拟

首先对地下水动力场进行数学描述,以水动力为主线,建立适合该地区的数学模型,选择正确的地质模型参数,主要采用数值计算和模拟等手段,在恢复出乌尔逊凹陷主要目的层在不同地质历史时期古水动力的基础上又恢复出古流体势的演化历史。整体上,在乌尔逊凹陷,各主要地质时期的油势演化特征为西部地区大于东部地区,乌南大于乌北,且低势区的发育有较好的继承性。最后,依据油气聚集理论,进行油气运移聚集系统的划分、油气运移方向的分析,从而得出有关研究区油气运移聚集条件的认识,主要从流体动力的角度考虑,指出有利聚集区,认为在乌尔逊凹陷苏4～苏18井区、苏132～苏17～铜2井区及巴1～巴2～巴4井区为有利油气运移聚集区。     

成都近十年大气稳定度综合研究

按新颁国家标准ＧＢ／Ｔ－１３２０１－９１中规定的稳定度分类法，统计了成都近十年的大气稳定度频率，研究了其分布特点和变化规律，并探讨了变化原因。对新标准中的日夜分界及δ取值法提出了相应的建议和简化意见     

大型公路桥梁大气环境影响评价探讨

本文讨论了大型桥梁环境影响评价的原则,研究了实例的大气扩散模式和参数的选取,阐明了大型桥梁的环境影响评价,必须同时研究大桥工程对环境的影响和环境对大桥工程的影响两方面。     

成都大气稳定度频率近年变化及市、郊稳定度差异研究

本文用改进的Pasquill-Turner法统计了成都近8年的大气稳定度频率,分析了其分布和变化特点,研究了变化原因,指出,由于局地环境和气候变化及热岛效应的增强导致稳定度频率的明显逐年改变;并提出用计算级差的方法,处理近郊和远郊的稳定度调级订正问题。结果表明:对不稳定类,近郊比远郊向不稳定方向高一级左右;中性,近郊和远郊无级差;对稳定类,近郊比远郊向稳定方向降约0.3～0.4级。由此推测;当用近郊稳定度推算市心区稳定度时,对不稳定类,市心区相对于近郊至少要向更不稳定方向提级修正一级,中性不修正,考虑热岛效应影响,稳定类可基本不作修正。     

激光测烟雷达探测烟气抬升的初步研究

本文分析了在山西某电厂进行的大气环境测试中用两部激光测烟雷达同时分段对210米烟囱排放的烟羽探测的资料,并对几个常用的、有代表性的烟气抬升高度计算式进行了比较分析。实测数据表明:在近中性类稳定度条件下的烟流抬升路径与“2/3次律”相近。在此基础上经验拟合出了适用于该测试地区C、D和E—F类大气稳定度条件下的烟气抬升高度计算式。     

三峡水库蓄水重力效应数值模拟

运用精密数值模拟算法。计算了三峡水库库首区不同蓄水高度的重力效应;对比分析了首次蓄水前后局部重力监测网观测到的重力异常与模拟计算结果。得出结论：三峡水库蓄水引起的重力效应非常明显．蓄水过程中的重力异常是多种效应的综合反映,其中蓄水本身的直接重力效应是主要的重力效应。     

P坐标的多边形内边界处理大地形的两层斜压模式数值试验

本文是在的基础上,对内边界处理地形的能力进行了进一步的试验,为突出其作用,改用了P坐标,内边界改为尽量逼近真实地形(水平方向)的多边形。结果表明,多边形地形的高度场比长方形地形的结果稳定得多,且有预报能力。内边界不仅有处理地形的能力,还具有不受地形高度限制的优点。     

半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展(Ⅰ)

本文就五十年代以来半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展进行评述,介绍我国在这方面的工作。还就此法和Euler法的优缺点作了比较;指出了存在的问题。     

半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展(Ⅱ)

本文就五十年代以来半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展进行评述。介绍我国在这方面的工作。还就此法和Eluer法的优缺点作了比较;指出了存在的问题。