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。     

用矩不变量法估算天气雷达回波区流场

介绍一种用矩不变量跟踪天气雷达回波,以估测回波区域内部流场的方法。研究工作表明：根据回波强度场计算得到的矩不变量能很好地代表回波模块的特征,可用来估算雷达回波区流场。     

广义Ertel-Rossby不变量在北京“7.21”暴雨过程分析中的应用

在绝热无摩擦大气中,具有守恒性及可反演性的Ertel位涡(PV)在大尺度天气系统分析中有广泛应用。由于忽略了力管项的作用,PV用于分析中小尺度天气系统演变时受到局限。从广义速度推导得到的广义Ertel-Rossby不变量(GERI)除了包含有PV的守恒性,还包含了螺旋度效应及力管项的作用,对于分析研究快变流型的中小尺度系统演变有一定优势。用GERI分析2012年7月21日北京地区的特大暴雨过程,表明GERI在暴雨区有明显的异常出现,其异常基本与暴雨出现时间同位相,表明GERI的定义涵盖了螺旋度和PV,也包含了暴雨发生时的旋转斜压大气的力管项效应,确实能体现暴雨过程中的流型快变的特点,可以作为独立的变量来分析和揭示造成暴雨的低涡系统的动力结构,为诊断和预报暴雨落区提供新的动力物理量。     

斜压Ertel-Rossby不变量在梅雨锋降水过程中的研究与应用

绝热无摩擦下,位涡(PV)的守恒性、不可渗透性和可反演性使之非常广泛地应用在中高纬度天气学诊断分析中,但由于其本身不包含力管项,无法描述强烈天气的快速流形等局限性,因此分析了Zdunkowski and Bott(2003)提出的斜压Ertrl-Rossby不变量(ERI),结果表明,绝热无摩擦条件下的ERI在其表达式中就已经明确地包含了螺旋度和PV的表达式,同时也涵盖了斜压大气中的力管项效应,可以描述快速流形的天气系统,具有PV所不能取代的优点,这使得它具有非常广泛的潜在应用价值。在此基础上,还利用ERI诊断了2003年7月3～6日的一次梅雨降水过程,结果表明,ERI完整地刻画了这次降水带南移及降水强度变化的特点,随着24h累积降水带的移动,ERI低值区也随之移动,二者吻合非常好。和PV相比,ERI对降水落区及强度变化的诊断能力更强。     

初始场估计共轭同化方法的精确化

通过例子,说明对偏微分方程模型使用共轭同化方法时,同周期性条件的重要性,提出尽可能精确地使用共轭同化方法于偏微分方程模型的办法及对有些方程不含ｅ↓ｕ／ｅ↓项时,其相应差分方程模型精确共轭同化方法。     

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.     

类多变量输出误差系统的耦合多新息辨识方法

辅助模型辨识思想、多新息辨识理论、耦合辨识概念是研究复杂多变量系统辨识的新理念和原理.将它们结合起来研究类多变量输出误差系统的辨识问题,提出了多元辅助模型辨识方法、多元辅助模型多新息辨识方法、变递推间隔多元辅助模型多新息辨识方法.为减小算法的计算量和提高参数估计精度,将系统模型分解为一些子辨识模型,应用辅助模型辨识思想、多新息辨识理论、耦合辨识概念,研究和推导了部分耦合辅助模型辨识方法、部分耦合辅助模型多新息辨识方法.讨论了几个典型辨识算法的计算量,给出了参数估计的计算步骤和计算流程图.     

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.     

区域趋势控制协变量回归分析效果评估方法研究

本文根据区域趋势控制和气象－物理协变量相关设计了三套非随机化人工增雨作业效果评估方案，个例作用区域趋势对比双比分析评估方案，区域趋势相关回归分析评估方案和气象－物理协变量多元回归分析评估方案，对河南省实例评估计算表明，利用物理协变量作为控制因子，可以提高作业区自然水量估计值的准确度，从而能提高随机化作业的效果评估效率。     

Introduction to an Invariant Quantity Method

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏａｎＩｎｖａｒｉａｎｔＱｕａｎｔｉｔｙＭｅｔｈｏｄＬｉｕＧｕｉｆｕ（刘桂复）（ＮａｍｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，Ｎａｍｉｎｇ２１００４４ＲｅｃｅｉｖｅｄＭａｒｃｈ１１．１９９５，ｒｅｖｉｓｅｄＪｕｎ...     

ON PROBLEMS OF HIGHLY TRUNCATED LOW-SPECTRAL MODEL IN STUDIES OF MULTIPLE EQUILIBRIA IN THE ATMOSPHERE

The multiple atmospheric equilibria are studied by using a barotropic vorticity equation with thermal forcing and dissipative effects. Different low-spectral models are used to discuss the variations of theequilibrium states, with the results that the multiple features of equilibrium states depend heavily on thetruncations of the spectra, and the low-spectral model has obvious shortcomings in solving non-linear equations,suggesting that one has to be very Careful to employ highly truncated low-spectral model in approximating partial differential equations.     

运用改进系统建模法对南海气象数据的建模研究

在系统建模理论的基础上,运用改进的动态数据建模方法,对南海气象数据中的温度进行建模并验证了模型的适用性.根据模型推导出格林函数、逆函数和自协方差函数等,并讨论了南海气象数据中温度模型的稳定性、可逆性和合理性.对系统的频率特性和谱函数进行分析讨论,并给出建模过程中的一些图像.根据模型的适用性检验发现,对所研究的气象数据而言,ARMA(4, 3)模型是最合适的,具有平稳可逆性.所有的建模和分析过程在MATLAB上实现.实验结果表明这种建模方案简便易行,能够快速准确地确定系统的合理模型.     

THE COMBINATORY METHOD FOR DETERMINATION OF THE TURBULENT FLUXES AND UNIVERSAL FUNCTIONS IN THE SURFACE LAYER

A combinatory method of determining the turbulent fluxes in the surface layer has been developed and their generalrepresentations have been thus obtained.The universal functions of the (M-O) similarity in the surface layer can be de-termined by the method.The results calculated by using the ITCE's data indicate that the method is feasible.     

边界微分方程及其应用

本文讨论二维Helmholtz方程外边值问题的求解,以较为严格的方式建立了更精准的新的边界微分方程.在贴体坐标系下,Helmholtz方程可转化为非齐次Bessel方程.将Bessel方程的一般解代入Sommerfeld辐射条件可以得到等价于原Helmholtz方程的积分-微分方程,再利用分部积分消去其中积分,即可建立高频问题的边界微分方程.文中通过若干算例对新得到的边界微分方程进行了数值验证.     

THE COMBINATORY METHOD FOR DETERMINATION OF THE TURBULENT FLUXES AND UNIVERSAL FUNCTIONS IN THE SURFACE LAYER*

A combinatory method of determining the turbulent fluxes in the surface layer has been developed and their general representations have been thus obtained.The universal functions of the (M-O) similarity in the surface layer can be determined by the method.The results calculated by using the ITCE's data indicate that the method is feasible.     

双差分吸收激光雷达:-种能有效减小气溶胶对臭氧测量影响的方法

文中提出了一种新的激光雷达测量臭氧的方法：双差分吸收方法。理论分析和数值模拟表明这种方法可以有效减小气溶胶消光和后向散射对臭氧测量的影响，从而使激光雷达在气溶胶影响严重地区测量的臭氧精度比传统差分吸收激光雷达大大提高。利用（２８９，３１３；２７７．１，２９９．１ｎｍ）或（２６８．４，２８９；２７７．１，２９９．１ｎｍ）４波长进行双差分吸收可以用于对流层大气气溶胶含量丰富或分布不均匀地区臭氧的测量。利用（２９９．１，３４１．５；３０８，３５３ｎｍ）４波长进行双差分吸收可以对火山爆发后平流层臭氧进行较精确的测量。