不同散射模式下S波包络合成

为揭示地震波在地壳小尺度非均匀介质中的散射过程,更准确地描述地震波的包络展宽现象,本文基于多次各向异性散射理论,采用离散波数法求解能量密度积分方程,选取高斯型自相关函数表征的散射模式,得到S波能量密度包络.基于此,本文首先分析了单次散射和多次散射在形成S波能量密度包络中的贡献规律;然后探讨了吸收系数和总散射系数对合成S...     

动力降尺度和多物理参数化方案组合对华南前汛期降水集合预报的影响研究

针对华南前汛期降水过程,基于全球集合预报系统(GEFS)资料,利用WRF中尺度模式以及GEFS动力降尺度获取的区域集合预报初值场,通过多物理过程参数化方案组合和模式积分方法实现华南前汛期降水的区域集合预报。对2019年5月15日—6月15日共32天的华南前汛期降水过程进行了单一物理过程区域集合预报(REFS_SINGLE)和多物理过程区域集合预报(REFS_MULTI)的数值模拟批量敏感性试验,通过GEFS、REFS_SINGLE和REFS_MULTI的对比分析,探讨多物理过程参数化方案组合对华南前汛期降水的影响,同时利用一次华南前汛期暴雨过程进一步探讨集合预报试验的预报效果。结果表明:(1)REFS集合平均的预报效果明显好于控制性预报。(2)REFS降水集合离散度与预报误差的对应关系好于GEFS。(3)积分48小时后,REFS_MULTI和REFS_SINGLE的扰动能量分别是GEFS的4.7倍和6.3倍。(4)降水级别越大,REFS的TS评分效果就越好于GEFS;...     

冬小麦生长发育的模拟模式

根据冬小麦生长发育及其与环境条件关系的机理研究,建立了模拟冬小麦发育阶段和各器官生物量变化的动态模式。其中包括3个环境要素子模式,分别计算温度、辐射和水分,5个生物学过程子模式,分别模拟冬小麦的发育、光合、呼吸、同化物分配和叶面积系数。用镇江和海安共8个播期的实测资料对模式进行验证,并对模式进行了初步数值试验应用。     

点状地名信息的加权泰森多边形检索法

鉴于地名库中多数地名仅以中心点坐标形式记录其空间位置信息,缺乏其空间范围的具体描述,造成地名检索中的片面性和局限性,本文在深入分析地名及其空间属性、空间关系的基础上,考虑同类型地名的不同性质在检索中的重要作用,利用泰森多边形在地名边界近似中的优势,提出了针对点状地名信息的加权泰森多边形检索法,依据同类型地名的面积属性作为权重指标构建泰森多边形,以近似表达地名的空间范围,进而描述地名间的各类空间关系;并从拓扑关系、方位关系与距离关系3个方面给出了具体公式以计算地名间的空间相似性;最后以行政区划边界近似与检索为例验证该方法。试验结果表明,该方法可较好地近似表达地名空间范围及空间关系,增强了检索词与地理信息资源在空间位置上的相似性度量,检索结果优于传统方法。     

海底滑坡对置于海床表面管线作用力的CFD模拟

海底管线是海洋工程中用于传输原油和天然气等的重要通道,通常放置在海床表面或处于悬跨状态。本文采用计算流体动力学CFD法模拟了不同冲击角度下海底滑坡对置于海床表面的海底管线的作用,得到了管线所受的轴向荷载和法向荷载与滑坡冲击角度之间的关系。同时分析了沿冲击方向管线截面形状与管线所受阻力之间的关系。对已有研究进行拓展延伸,丰富了不同工况下轴向阻力系数和法向阻力系数的计算成果,得出了海底滑坡对置于海床表面管线冲击力的计算公式。     

安徽铜陵冬瓜山铜(金)矿床成矿流体特征及成矿过程探讨

流体包裹体的研究表明冬瓜山铜（金）矿床原生流体包裹体分为气液两相水溶液包裹体（Ⅰ型）和含子矿物多相水溶液包裹体（Ⅱ型）,以Ⅰ型包裹体为主。同一矿物中多种类型包裹体共存,且均一温度相近、均一方式不同,显示成矿过程中流体可能发生过沸腾作用。流体包裹体均一温度大致可分为318.8~547.5℃、220.1~378.2℃和196.7~263.2℃三个区间,对应流体密度和均一压力分别为0.86~0.98 g/cm³和（219~661）×10⁵ Pa、0.66~1.08 g/cm³ 和（26~190）×10⁵ Pa、0.88~0.96 g/cm³和（17~48）×10⁵ Pa,盐度w（NaCl_eq）峰值为12%~16%和40%~48%。结合成矿流体的演化特征,对成矿过程进行了探讨,认为流体的不混溶是引起成矿物质沉淀富集成矿的重要因素。     

IMPACT OF VERTICAL RESOLUTION,MODEL TOP AND DATA ASSIMILATION ON WEATHER FORECASTING——A CASE STUDY

The impacts of stratospheric initial conditions and vertical resolution on the stratosphere by raising the model top, refining the vertical resolution, and the assimilation of operationally available observations, including conventional and satellite observations, on continental U.S. winter short-range weather forecasting, were investigated in this study. The initial and predicted wind and temperature profiles were analyzed against conventional observations. Generally, the initial wind and temperature bias profiles were better adjusted when a higher model top and refined vertical resolution were used. Negative impacts were also observed in both the initial wind and temperature profiles, over the lower troposphere. Different from the results by only raising the model top, the assimilation of operationally available observations led to significant improvements in both the troposphere and stratosphere initial conditions when a higher top was used. Predictions made with the adjusted stratospheric initial conditions and refined vertical resolutions showed generally better forecasting skill. The major improvements caused by raising the model top with refined vertical resolution, as well as those caused by data assimilation, were in both cases located in the tropopause and lower stratosphere. Negative impacts were also observed, in the predicted near surface wind and lower-tropospheric temperature. These negative impacts were related to the uncertainties caused by more stratospheric information, as well as to some physical processes. A case study shows that when we raise the model top, put more vertical layers in stratosphere and apply data assimilation, the precipitation scores can be slightly improved. However, more analysis are needed due to uncertainties brought by data assimilation.     

GSI同化系统的背景误差协方差特征及对预报的影响

在同化系统中使用更合理的背景误差协方差对于得到更良好的同化效果至关重要。首先采用NMC方法针对中国区域构建更适合WRF-ARW区域预报系统的B矩阵,并对比分析了其与GSI同化系统预设的NCEP预报系统的B矩阵在分析变量间的平衡关系、分析控制变量的标准差、水平和垂直特征尺度等方面的特征差异。参照这些特征差异设计单点观测试验、背景误差协方差调优参数敏感性试验,确定针对中国区域构建B矩阵的最佳调优参数。并讨论其对一次季风低压强降水天气过程的循环同化和预报效果的影响。结果表明,采用最佳调优参数使用针对中国区域构建B矩阵的试验(Sen6)对V风分量场和相对湿度场的预报性能改进显著,同时也引出了GSI同化系统背景误差协方差参数调优(尤其是水平特征尺度参数调整)的两难问题。在此基础上,采用Hybrid同化方法使用针对中国区域构建B矩阵的循环同化试验(Hyb3)可以进一步改善预报效果,并在一定程度上修正个例模拟雨带的位置。     

气候变化对我国小麦发育及产量可能影响的模拟研究

利用随机天气模型, 将气候模式对大气中CO₂倍增时预测的气候情景与CERES-小麦模式相连接, 研究了气候变化对我国冬小麦和春小麦生产的可能影响.结果表明, 气候变化后小麦发育将加快, 生育期缩短, 冬小麦平均缩短7.3天, 春小麦平均缩短10.5天, 春小麦生育期缩短的绝对数和相对数均大于冬小麦.籽粒产量呈下降趋势, 冬小麦平均减产7%~8%, 雨养条件下比水分适宜时减产幅度略大.春小麦的减产幅度大于冬小麦, 水分适宜时平均减产17.7%, 雨养时平均减产31.4%.