飞机颠簸的预报

从飞机动力学方程出发,得出了载荷系数变量方程。分析了产生颠簸的物理本质,讨论了颠簸强度与气象因子之间的关系避开了预报颠簸只注重天气形势而忽略其物理过程的常规预报方法,提出了预报飞机颠簸的几个适用可行的指标,可从进一步提高对颠簸的预报能力。     

飞机颠簸的预报

从飞机动力学方程出发,得出了载荷系数变量方程.分析了产生颠簸的物理本质 ,讨论了颠簸强度与气象因子之间的关系避开了预报颠簸只注重天气形势而忽略其物理过程的常规预报方法,提出了预报飞机颠簸的几个适用可行的指标,可从进一步提高对颠簸的预报能力.     

不变量方法

不变量方法是一种数字技术，该方法对给定长度有限的时间序列，可以构造出一个常微分方程组。该方程组的解在有限时段上的采样值与给定序列重合。观测研究是对无法确定其方程的动力系统进行的研究；不变量方法提出了动力数值试验的可能性。     

多变量方程误差类系统的部分耦合迭代辨识方法

针对多变量方程误差滑动平均系统,利用最小二乘原理和迭代搜索原理,给出了增广随机梯度辨识方法、递推增广最小二乘辨识方法、梯度迭代辨识方法和最小二乘迭代辨识方法.针对多变量方程误差滑动平均系统和多变量方程误差自回归滑动平均系统,将多变量系统分解为一些子系统,利用耦合辨识概念,讨论了梯度迭代辨识方法、部分耦合（子系统）梯度迭代辨识方法、子系统最小二乘迭代方法和部分耦合子系统最小二乘迭代辨识方法.进一步结合数据滤波技术,研究了多变量方程误差自回归滑动平均系统的子系统梯度迭代辨识方法、部分耦合（子系统）梯度迭代辨识方法、部分耦合子系统最小二乘迭代辨识方法.文中给出了几个典型算法的计算步骤.     

类多变量方程误差类系统的递阶多新息辨识方法

根据递阶辨识原理,研究了类多变量方程误差系统和类多变量方程误差ARMA系统递阶随机梯度方法和递阶梯度迭代方法、递阶最小二乘方法和递阶最小二乘迭代方法.进一步利用多新息辨识理论,推导了递阶多新息梯度辨识方法和递阶多新息最小二乘辨识方法.为减小计算量,推导了基于滤波的类多变量方程误差ARMA系统递阶辨识方法和递阶多新息辨识方法.讨论了几个典型辨识算法的计算量,并给出了计算参数估计的步骤.     

夏季日平均用电负荷的统计预报

用2004-2005年6-9月日平均用电负荷资料和气象资料，统计分析了气象条件与用电负荷的关系，分月建立了气象负荷的预报方程。对解决趋势负荷难以确定问题进行了讨论，提出通过计算气象负荷变量和用电负荷变量来预报用电负荷的解决方法。经2006年试用，预报效果稳定，平均相对误差为1．9％，而且对用电负荷起伏较大的变化过程亦能做出准确预报。     

Ｅ网格变量分布下差分格式的性质

本文用线性化的浅水波方程系统地分析、讨论了Ｅ网格变量分布下差分计算的性质；指出了目前有关讨论Ｅ网格差分性质在方法上存在的问题；给出了一种解决Ｅ网格中两个Ｃ网格分离的方法；提出了一种Ｅ网格用于海洋计算时，海洋侧边界条件的处理方法。初步的数值试验证明了这些方法对抑制Ｅ网格中的计算躁声是有效的。     

山地边界层中场变量的动力学研究

采用与实测较接近的二次函数来表达Ｅｋｍａｎ层中的湍流粘性系数Ｋ，在圆形气压场条件下，求得了山地上空边界层中的风速，进而求得散度、涡度和垂直速度等场变量随高度的分布。并作图分析了这些场变量的一些动力学特征。改进了以往在求解析解时，略去运动方程中湍流粘性力项中的关于高度的一阶导数项，以及取山坡面上风速为零作下边界条件等欠合理欠精确的做法。所求得的风速、散度、涡度和垂直速度均用简单的初等函数表示出来，有助于边界层参数化和深化对边界层动力学的认识。     

飞机颠簸的预报

通过对经验预报、理查逊数(Ri)预报、载荷因数变量方程预报等3种颠簸预报方法的讨论,得出了不同的天气系统及环境、风的水平与垂直切变、大气层结、温度的水平与垂直梯度、温度的局地变化等多个气象因子与颠簸的关系,提出了一些预报颠簸的经验指标.     

不变量方法

不变量方法是一种数字技术,该方法对给定长度有限的时间序列,可以构造出一个常微分方程组。该方程组的解在有限时段上的采样值与给定序列重合。观测研究是对无法确定其方程的动力系统进行的研究;不变量方法提出了动力数值试验的可能性。     

用雷达观测资料改进MM5初始场的初步试验研究

采用同时调整热力学和动力学变量，并考虑湿度与温度的变化相协调的初始化方法，引进雷达资料改善MM5模式的初始场。试验结果表明：经过优化处理的初始场，显著提高了模式对降水特别是甚短时(0～6h)降水的落区和量的预报准确率。其中调整热力学变量对改进降水落区预报比动力学变量的调整更为重要。     

土壤质地对中国区域陆面过程模拟的影响

利用陆面过程模式(CLM3.5)和中国区域两种土壤质地数据(分别来自第二次中国土壤调查SNSS和联合国粮食农业组织FAO),研究了土壤质地变化对于模式模拟的陆表水热变量的影响。结果显示,土壤质地对土壤水文学变量的影响远大于对土壤热力学变量的影响,尤其是对于饱和土壤含水量和饱和水力传导率的影响。对于模式的输出,土壤质地影响比较明显的有土壤湿度、总径流和土壤渗透等水文学变量以及地表潜热、地表感热和土壤热通量等热力学变量,而影响相对较小的有地面吸收的太阳辐射和地表反照率。同时,发现基于SNSS模拟的土壤湿度与站点观测值更加接近。因此,本研究认为基于SNSS土壤质地数据可以有效地改进模式模拟结果,建议以后在陆面模式试验中尽可能使用以观测为基础的SNSS土壤质地数据。     

CCA与SVD分析方法比较研究

文中从理论分析、方法比较以及实例计算几方面,对目前气象资料处理分析中常用的CCA与SVD分析方法进行了比较,结果表明(1) 对同样的变量组X,Y分别用CCA和SVD方法进行相关分析,得到了完全不同的分析结果,CCA所得到的相关就是原始变量组之间的相关;SVD所得到的相关是组合变量L,M5"BZ〗间的相关而不是原始变量组X,Y之间的相关.理论分析和实例计算都表明,两种方法分析得到的最大相关有非常显著的差别,CCA明显比SVD要大得多,且CCA收敛快而SVD收敛慢.所以SVD不能有效地提取两组变量或两个变量场之间相关关系的主要特征,只有CCA才能最大限度地提取它们之间相关关系的主要特征.(2) CCA所得出的两变量组的变量是独立正交变量,所以通过分析CCA组合变量间的相关来表示原变量组间的相关关系是有意义的.而SVD所得到的两变量组的变量不具有独立性和正交性,信息提供重复,存在共线性,所以通过分析SVD组合变量来表示两变量组的相关关系没有CCA方法有意义.(3)CCA是在考虑了各个变量场自身变化的情况下来分解两个变量场间的关系;而SVD是在没有考虑各个变量场自身变化的情况下来分解两个变量场间的协方差关系.很显然,CCA比SVD更全面、更完整和更准确.(4)凡用SVD方法分析得到的结论,由于总可以重新应用CCA方法找到相关更好的不同结果,所以有值得进一步深讨的必要.     

包含“开关”变量的MM5四维变分资料同化系统

数值模式中的湿物理过程对于模拟各种尺度的天气现象非常重要,但它会使得模式方程的状态变量不连续,这种不连续在模式程序中表现为“开关”变量。本文对包括Kuo降水参数化方案的非静力中尺度数值模式MM5的四维变分资料同化系统进行研究,利用对实际降水的模拟,比较详细地讨论了有关的“开关”变量以及切向线性化和伴随问题。结果表明：对于一个离散的数值模式,保持“开关”变量与基态一致,用伴随码方法构造的伴随模式计算的梯度值能够为最小化过程提供较好的下降方向;Kuo方案中对流每隔一个积分步的交替发生并不影响目标函数最小化的收敛速度;“开关”变量的存在也不影响将风、温度、气压和比湿结合起来同化对MM5降水预报准确性的提高。     

利用多级变量分型法作濮阳6～8月份暴雨48h预报

暴雨是一种中尺度现象.因其尺度小、突发性强、临界参数不明显,增加了预报的难度.形成暴雨的物理条件虽然只有两个.即强烈垂直上升运动和源源不断的水汽输送,但同时具备这两个条件的天气形势和影响系统确实是非常复杂的.常见的预报方法所用资料都是原始资料,而本方法所用二级变量、三级变量(二级变量是当天24h变高减去前一天24h变高;三级变量是当天二级变量减去前一天二级变量)是原始资料加工出来的.前者是各种系统静态和整体的反映,后者是局部的动态反映.由于暴雨是在系统的移动和变     

初值中云变量对T213预报性能的影响

采用云变量自由变化的方案，在国家气象中心全球业务模式T213L31的初始场中增加有关云变量的信息，通过2005年6—8月和2015年12月—2006年2月各3个月的连续滚动对比试验的统计分析和个例预报分析，研究探讨了全球模式初值中增加云变量对模式预报性能的影响。初步研究结果表明:采用自由变化的方案在初值场中增加云的信息，使模式能够较为合理地描述出模式预报初期与云相关变量分布和变化特征，降低了spin-up现象对模式前期降水预报能力的影响，同时对500 hPa形势场预报也有一定程度提高。     

飞机颠簸的预报

通过对经验预报、理查逊数（Ri）预报、载荷因数变量方程预报等3种颠簸预报方法的讨论，得出了不同的天气系统及环境、风的水平与垂直切变、大气层结、温度的水平与垂直梯工、温度的局地变化等多个气象因子与颠簸的关系，提出了一些预报颠簸的经验指标。     

近几年中尺度动力学研究进展

近几年,中尺度气象由于在逐日天气预报中的重要作用和在气象灾害预报中的显著贡献,已经成为一个热门的研究课题.中尺度气象研究并预测中尺度天气系统的发生发展及其引发的灾害性天气,如暴雨、冰雹、龙卷风等.本文主要总结了2007年以来我国在中尺度研究中取得的显著性成果.主要包括:波动、涡旋、锋面、稳定性、Q矢量和不变量.在波动方面包括重力波的形成和传播的研究,包含旋转Rossby波、混合低频旋转Rossby波和高频惯性重力波在内的台风波动以及考虑水汽作用的中尺度波作用守恒.涡旋部分主要介绍了青藏高原低涡(TPV)和热带气旋内部的涡旋问题.除了涡旋之外,锋面在中国也是一个关键系统.在锋面方面的进展有:梅雨锋中的β中尺度双雨带机制的产生和维持的实验性研究,以及基于广义位温的锋生函数的提出,这些成果使得对锋生过程的描述更接近于实际大气状况.在不稳定问题上,主要介绍了采用Energy-Casimir方法建立的拟能量波作用方程和基本气流具有线性和非线性切变时的横波扰动的不稳定.关于Q矢量,介绍了从地转Q矢量,半地转Q矢量到非地转Q矢量,非地转湿Q矢量的发展,以及由湿地转Q矢量和垂直风切变耦合得到的新型散度方程.最后,讨论了有关质点的两个不变量位温和位涡的相关研究新进展.     

GRAPeS三维变分同化系统的理想试验

文中介绍了一种新的、适合格点模式的三维变分同化方案GRAPeS 3DVAR。该方案采用相互独立的流函数、非平衡速度势函数、非平衡位势和水汽作为分析变量。通过变量变换对目标函数进行预调节 ,不仅避免了直接计算背景误差协方差逆矩阵的困难 ,而且改善了Hessian矩阵的性状 ,提高了收敛速度。采用EOF分解方法 ,将三维分析变量投影到垂直摸态上 ,分解成为二维场 ;水平方向采用数字 (递归 )滤波器代替矩阵运算 ,实现和简化了方案的求解。此外 ,还考虑了质量场和风场之间的平衡约束关系。理想试验结果表明 ,GRAPeS 3DVAR能够正确地反映多变量之间相互作用关系 ,收敛迅速 ,分析结果合理     

雷达回波跟踪的两种方法及精度比较

文章研究了用于天气雷达回波跟踪的矩不变量法和相关亮度综合分析法。首先用多阈值法对回波图象分团，然后计算出矩不变量和相关亮度系数，作为判别因子，分别用于回波团的跟踪，并作出回波移动的现时预报。实测资料的试验结果表明:矩不变量法的跟踪成功率高于相关亮度综合分析法。