一类线性方程组解的条件数估计

利用矩阵范数的性质,给出了一类特殊线性方程组条件数估计,这有助于判别方程组解的灵敏度.     

巧用Excel计算土壤湿度

通过对Excel公式及部分表格功能的运用,从准备工作、表头设计、公式创建、土壤湿度的计算、工作表保护设置等方面介绍了利用Excel表格自动计算土壤湿度的方法。     

巧用Excel设计自动站风向角度转换器

通过详细介绍了采用Excel办公软件设计一个地面气象测报风向角度转换器的设计方法,得出设计一些小工具不使用专门的编程软件来编写也能够实现的事实.     

巧用Excel制作酸雨PH值质量控制图

以Excel制作2011年广西百色市酸雨观测站降水PH值测量质量控制图的制作方法为例,总结出利用Excel表格里的图表功能制作酸雨PH质量控制图的方法和技巧,以便观测员能够更好地制作出直观醒目的酸雨PH值、K值质量控制图。     

基于Excel的土壤墒情计算系统

根据<农业气象观测规范--土壤水分测定分册>的有关规定,利用Excel强大的函数、公式计算以及统计功能,编制了土壤墒情计算系统,对逢八和逢三测墒的计算过程进行了详细阐述,并根据农业气象土壤测墒工作的需要,在系统中可任意增减观测表,在同工作表中也可以任意插入或删除单元格,其计算结果不会受到任何影响,使土壤墒情观测工作中涉及到的大量计算得到了自动化处理.     

风电场风资源测量与计算的精度控制

根据多个复杂地形风电场观测操作实践和大量观测数据的计算分析,提出了对观测数据和计算质量精度控制的主要措施,包括:复杂地形测风站布设的5个原则,仪器的合理选型和设置;对由于测风仪固有的系统误差和缺测数据的插补订正可能引起的计算误差进行了定量估算,通过对大量实测数据的对比计算显示:①目前普遍采用的进口风速计的相对偏差在1.6%～5.25%之间,由此可导致轮毂高度附近的年平均风功率密度误差在5%以上,最大达13.8%;②在季风气候区、复杂地形和风的年变率较大的地区,进行缺测数据插补订正时,应选取同季或同一主导风向的数据作为插补订正的基础数据,否则可能导致其平均风功率密度相对误差达20%～50%.     

云南地基GPS水汽解算方案及精度检验

在分析GAMIT水汽解算方案特点的基础上,利用云南6站地基GPS水汽探测资料,进行了不同解算方案计算结果的分析,并与GPS探空资料的PWV值进行比较,结果显示:不同解算方案对云南地基GPS水汽反演结果有显著的影响;在进行本地化后,GAMIT软件包对云南GPS水汽反演的精度有显著提高;不同季节的云南地基GPS反演水汽值与高精度探空水汽值的数值和变化趋势极为一致,二者的均方根差小于2 mm,说明该解算方案的地基GPS水汽反演结果可用.     

数值模式预报时效对计算精度和时间步长的依赖关系

通过数值计算研究Lorenz非线性动力系统,探讨了非线性动力系统中初值问题的解对时间步长和计算精度的依赖关系,从新的角度研究动力系统的预报时效问题,讨论了评价舍入误差对预报时效影响程度的方法。实验结果表明:动力系统的预报时效不仅与初值误差有关,而且在一定条件下敏感地依赖于计算采用的时间步长和计算精度。     

阴阳网格上质量守恒计算性能分析

质量守恒数值计算是球面准均匀阴阳网格构造全球大气环流模式的重要条件,也是提高阴阳网格应用质量的重要技术手段。本文针对通量形式平流方程,在球面坐标上采用多种理想数值试验对阴阳网格上的三种守恒计算方案和边界插值非守恒计算方案进行了比较检验。发现,质量守恒方案不仅对全球数值积分重要,还影响数值计算精度,满足局地守恒条件的全球强迫守恒方法可以获得较高的精度;网格内质量均匀分布的阴阳网格边界通量一致性守恒强迫计算方案,实现了在不增加计算误差条件下保证局地和全球守恒的目的,且具有很小的计算负担,可以作为阴阳网格上全球质量强迫守恒的有效计算方案;而网格质量的线性分布可以有效提高阴阳网格的数值积分计算精度,但在一定程度上会增加计算负担。     

一个多目标决策问题的非劣解

给出ＣＭＣＭ－１９９８Ａ题的非劣解求法,并说明其在Ｒ＾ｎ空间中的意义,对于ｎ＝１,２,３,的情形,还给出几何直观解释。     

用离散坐标法检验LOWTRAN的辐射传输计算

本文对比了用辐射传输程序DISORT和LOWTRAN计算的3—5 μm波段中2000—2020 cm-1，2300—2320 cm-1及0.55 μm区的18180—18200 cm-1段的地面向下及大气顶部向上漫射通量和光强，从而对LOWTRAN和DISORT两个计算程序的精度进行了分析和考察。     

先验模型选择对PS—DInSAR参数解算精度影响分析

研究了永久散射体雷达差分干涉测量（PS-DInSAR）技术观测方程的建立和参数求解方法,分析验证了观测方程建立过程中先验模型的正确选择对提高参数解算精度的重要影响,提出了用GPS辅助确定先验模型以改善参数解算精度的思路.最后,对进一步利用GPS 提高（PS-DInSAR）测量精度进行了探讨,出了一些有益结论.     

基于新型LE水平跳点网格的阴阳网格平流方案设计

为了模拟球面平流传输过程,本文基于球面阴阳重叠网格设计了一种两时间层半拉格朗日平流方案.该方案在球面坐标下采用新型的LE水平跳点网格,同时针对阴阳网格重叠区,采用了不同插值方法进行比较分析,且进行了相关的理想数值试验对方案设计效果进行评估.数值试验表明方案设计是成功的,阴阳网格重叠区平流对插值方案比较敏感;半拉格朗日方案能较好地模拟球面刚体平流和变形涡旋的结构、位置及演变过程,并具有较好的数值稳定性和较高的数值精度.     

多精度计算和区间分析方法在科学计算中的应用

介绍了多精度计算和区间分析的概念、方法及应用,使用多精度计算研究Lorenz非线性动力系统计算结果对计算精度、步长的敏感依赖关系和不确定现象,研究Lorenz系统中长时间数值解的计算方法和基于多精度计算的最优步长、最大有效计算时间搜索方法,讨论了区间分析方法在计算机辅助证明Lorenz混沌吸引子存在性问题中的应用。     

舍入误差对大气环流模式模拟结果的影响

此文旨在研究气候数值模式的长期计算时受舍入误差的影响。通过对大气环流谱模式SAMIL采用不同CPU数计算时获得的长时间积分结果进行分析,发现使用不同CPU数进行单精度计算时,其十年平均月平均500 hPa高度场随机误差在正负6～8 gpm范围内,而使用双精度计算时相应的误差为正负3～4 gpm。对于气候平均场而言,作者的试验表明SAMIL在并行计算时由于计算顺序改变而引起的误差在可接受范围之内。然而,虽然舍入误差的全球平均值不大,但其误差分布的差别范围并不小。数值试验得到的不同模拟结果之间误差大小与模拟结果的自身年际变化大小在同样的量级,因此对于“年际变化”这样的问题来说,其影响是不可忽略的,必须要使用集合预报的办法来减小误差的影响。文中列出了3种研究复杂数值模式舍入误差的实验方法,指出其一定条件下的等效性和不同适用范围,对于其他模式的舍入误差影响研究有一定的参考价值。在舍入误差分析的基础上,介绍了一种新型的专门针对舍入误差的集合预报方法（舍入误差平均集合,RME）,指出了其在气候模拟研究中的应用价值。     

Tropospheric Wet Refractivity Tomography Based on the BeiDou Satellite System简

This paper presents a novel approach for assessing the precision of the wet refractivity field using BDS （BeiDou navigation satellite system） simulations only,GPS,and BDS＋GPS for the Shenzhen and Hongkong GNSS network.The simulations are carried out by adding artificial noise to a real observation dataset.Instead of using the δ and σ parameters computed from slant wet delay,as in previous studies,we employ the Bias and RMS parameters,computed from the tomography results of total voxels,in order to obtain a more direct and comprehensive evaluation of the precision of the refractivity field determination.The results show that：（1） the precision of tropospheric wet refractivity estimated using BDS alone （only 9 satellites used） is basically comparable to that of GPS; （2） BDS＋GPS （as of current operation） may not be able to significantly improve the data＇s spatial density for the application of refractivity tomography; and （3） any slight increase in the precision of refractivity tomography,particularly in the lower atmosphere,bears great significance for any applications dependent on the Chinese operational meteorological service.     

Algorithm Studies on How to Obtain a Conditional Nonlinear Optimal Perturbation (CNOP)

The conditional nonlinear optimal perturbation (CNOP), which is a nonlinear generalization of the linear singular vector (LSV), is applied in important problems of atmospheric and oceanic sciences, including ENSO predictability, targeted observations, and ensemble forecast. In this study, we investigate the computational cost of obtaining the CNOP by several methods. Differences and similarities, in terms of the computational error and cost in obtaining the CNOP, are compared among the sequential quadratic programming (SQP) algorithm, the limited memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (L-BFGS) algorithm, and the spectral projected gradients (SPG2) algorithm. A theoretical grassland ecosystem model and the classical Lorenz model are used as examples. Numerical results demonstrate that the computational error is acceptable with all three algorithms. The computational cost to obtain the CNOP is reduced by using the SQP algorithm. The experimental results also reveal that the L-BFGS algorithm is the most effective algorithm among the three optimization algorithms for obtaining the CNOP. The numerical results suggest a new approach and algorithm for obtaining the CNOP for a large-scale optimization problem.     

A Preliminary Application of the Differential Evolution Algorithm to Calculate the CNOP

A projected skill is adopted by use of the differential evolution （DE） algorithm to calculate a conditional nonlinear optimal perturbation （CNOP）. The CNOP is the maximal value of a constrained optimization problem with a constraint condition, such as a ball constraint. The success of the DE algorithm lies in its ability to handle a non-differentiable and nonlinear cost function. In this study, the DE algorithm and the traditional optimization algorithms used to obtain the CNOPs are compared by analyzing a theoretical grassland ecosystem model and a dynamic global vegetation model. This study shows that the CNOPs generated by the DE algorithm are similar to those by the sequential quadratic programming （SQP） algorithm and the spectral projected gradients （SPG2） algorithm. If the cost function is non-differentiable, the CNOPs could also be caught with the DE algorithm. The numerical results suggest the DE algorithm can be employed to calculate the CNOP, especially when the cost function is non-differentiable.     

一类反应扩散方程组正平衡解的存在性与唯一性

利用锥映射不动点指数计算方法,结合极值原理、解耦方法得到了一类反应扩散方程组正平衡解的存在性和唯一性.分析过程表明,对此类微分方程组的解耦方法类似于代数方程中的消元法.     

基于GIS的长江中上游降水的空间分析

为了获取长江中上游地区高分辨率的降水情况,以长江中上游及其周围地区共613个气象站点的降水资料为基本数据,利用分辨率为4km 的DEM(Digital elevation model),采用了较适合地理信息系统(Geographic Information System)的插值方法,分别对该区域1992-2001年逐年降水进行了分析.结果表明:逐步插值法得到的高分辨率降水空间分布效果较好,计算的精度较高.该方法提高了计算的准确性,体现了降水随地形的变化以及在空间分布上的不连续性,有效解决了复杂地形条件下降水空间插值精度不高的问题.