不同模式误差方案在集合Kalman滤波土壤湿度同化中的比较试验

本文主要目的是探讨不同模式误差方案在土壤湿度同化中的性能。基于集合Kalman滤波同化方法和AVIM (Atmosphere-Vegetation Interaction Model) 陆面模式, 利用理想试验对膨胀因子方案 (Covariance Inflation, 简称CI)、 直接随机扰动方案 (Direct Random Disturbance, 简称DRD)、 误差源扰动方案 (Source Random Disturbance, 简称SRD) 等3种模式误差方案的同化效果进行了比较, 讨论了各方案在不同观测误差、 观测层数、 观测间隔情况下的同化性能。试验结果表明在观测误差估计完全准确的情况下, 3种方案都能获得较好的同化效果, 并且SRD方案相对于真值的均方根误差最小。当观测误差估计不准确时, SRD方案的同化效果仍能基本得以保持, 而CI和DRD方案则对观测误差估计更为敏感, 同化效果下降明显。当同化多层观测时, CI和DRD方案由于难以保持不同层观测之间的匹配关系, 同化结果反而变差, 而SRD方案能有效协调同化多层观测, 增加观测层后同化结果有了进一步的改善。当观测时间间隔较大时, CI和DRD方案的同化效果显著下降; 而SRD方案由于包含了一定的误差订正功能, 在观测稀疏时仍能保持较好的同化效果。     

北京地面O3的集合预报试验

基于蒙特卡罗集合预报方法建立了一个北京地面臭氧的集合预报系统,该系统对包括排放源、气象场在内的154个模式输入和参数进行了扰动,共包含了50个集合成员。利用该集合预报系统模拟了北京奥运会期间一次臭氧过程(2008年8月11日～8月13日),分析了集合预报系统在概率预报,最优集合子集预报以及表征预报可靠性方面的特点。结果表明:与原确定性预报相比,集合预报能为用户提供更加丰富的预报信息,通过概率预报可以提供不同事件发生的概率,对臭氧事件的预报准确率更高。采用最优集合子集预报方式时的臭氧预报均方根误差比原确定性预报低了10%以上。     

一类不定常热耦合Stokes问题解的存在性和唯一性

利用Faedo—Galerkin方法证明了一类不定常热耦合Stokes问题弱解的存在性,并通过建立弱解对初边值的估计式得到弱解具有唯一性。     

Trends and scales of observed soil moisture variations in China

A new soil moisture dataset from direct gravimetric measurements within the top 50-cm soil layers at 178 soil moisture stations in China covering the period 1981-1998 are used to study the long-term and seasonal trends of soil moisture variations, as well as estimate the temporal and spatial scales of soil moisture for different soil layers. Additional datasets of precipitation and temperature difference between land surface and air (TDSA) are analyzed to gain further insight into the changes of soil moisture. There are increasing trends for the top 10 cm, but decreasing trends for the top 50 cm of soil layers in most regions. Trends in precipitation appear to dominantly influence trends in soil moisture in both cases. Seasonal variation of soil moisture is mainly controlled by precipitation and evaporation, and in some regions can be affected by snow cover in winter. Timescales of soil moisture variation are roughly 1-3 months and increase with soil depth. Further influences of TDSA and precipitation on soil moisture in surface layers, rather than in deeper layers, cause this phenomenon. Seasonal variations of temporal scales for soil moisture are region-dependent and consistent in both layer depths. Spatial scales of soil moisture range from 200-600 km, with topography also having an affect on these. Spatial scales of soil moisture in plains are larger than in mountainous areas. In the former, the spatial scale of soil moisture follows the spatial patterns of precipitation and evaporation, whereas in the latter, the spatial scale is controlled by topography.     

利用归一化植被指数研究植被分类、面积估算和不确定性分析的进展

植被在全球生态系统中扮演着重要的角色.陆地生态系统与全球气候变化也是息息相关.利用遥感资料对植被进行分类,并估算植被覆盖面积已成为一个极具活力的研究方向,其结果的准确度及误差来源受到不同程度的重视.作者对利用遥感资料研究植被分类,进行面积估算,分析其不确定性三个方面的研究进展进行了回顾和讨论,探索进一步利用遥感资料分析植被信息的可行性.     

长度基线溯源问题探讨

介绍了长度基线的3种校准方式,分析了因瓦尺和光电测距仪校准基线的不确定度,在1000 m距离上,二者都能达到1 mm的扩展不确定度(k=2).用3台精密测距仪在芬兰、北京、郑州、成都等地基线场的6期实验数据,说明维塞拉基线、因瓦尺基线、光电测距基线三者之间存在3 mm/km的系统性差异,提出了解决差异的建议.     

Argo大洋观测资料的同化及其在短期气候预测和海洋分析中的应用

国际Argo(Array for Real-time Geostrophic Oceanography)计划的实施,提供了前所未有的全球深海大洋0～2000 m水深范围内的海水温度和盐度观测资料,在大气和海洋科研业务中应用这一全新的资料,是深入认识大气和海洋变异、提高我国气候预测、海洋监测分析和预报能力的一个关键所在.通过开发非线性温—盐协调同化方案和利用同化高度计资料来调整模式的温度和盐度场,建立了可同化包括Argo等多种海洋观测资料的全球海洋资料变分同化系统,提高了对全球海洋的监测分析能力.实现了海洋资料同化系统与全球海气耦合模式的耦合,显著提高了短期气候预测水平.利用Argo资料改进了海洋动力模式中的物理过程参数化方案,有效提高了海洋模式对真实大洋的模拟能力和对厄尔尼诺/拉尼娜的预测能力.开发了利用Argo浮标漂流轨迹推算全球海洋表层和中层流的方法,提高了推算的全球表层流、中层流资料质量,有效弥补了洋流观测的匮乏.     

武当-桐柏-大别成矿带金红石矿床成矿规律与找矿前景初探

武当-桐柏-大别成矿带是我国最为重要的金红石成矿区带和原生金红石主要产地之一。本文根据近期对该成矿带金红石矿床开展的野外地质调查和室内整理研究工作,综述了武当-桐柏-大别成矿带金红石矿床的地质特征,将成矿带内金红石矿床(点)划分为区域(沉积)变质型、榴辉(闪)岩型和机械-沉积型三种类型。同时从地层、构造以及成矿地质条件等方面简要探讨了矿床(点)的成矿规律和控矿因素,在此基础上识别出地层时代、岩性、地球化学异常等找矿标志,并初步勾勒出湖北枣阳-河南新县以及湖北英山-安徽潜山两个金红石矿床的找矿远景区。本文对成矿区金红石矿成矿规律的总结和成矿条件的分析显示出成矿带金红石具有极大的找矿潜力,可望成为我国最具潜力的金红石战略储备基地。     

矿山修复湿地生态系统构建路径探索

由于城市发展的需要,多年来对庐山市东牯岭进行大量花岗岩开采,造成矿山北部及中部遗留下数十个矿坑和大量开采创面,山体水土流失和岩层风化情况严重,破坏了区域生态环境和景观风貌。通过现场调查评估,提出通过构建湿地生态系统进行矿山修复的思路,包括坑群的改造、排土场复绿、植草沟和截水坝等措施,再现山岭森林环境。以东牯岭原有信息和庐山作为参考样本,恢复森林沼泽系统,并建立适合本地植被与野生动物的栖息地环境。     

A HYDROECOLOGICAL STUDY OF EUTROPHIC YONGDING RESERVOIR

The water quality of Yongding Reservoir was evaluated by using aquatic ecological techniques combinedwith chemical and physical methods.Of the 14 biological,chemical and physical parameters examined inthis study,10,including primary productivity and chlorophyll a.were found to exceed the critical levelsfor eutrophic waters.Most of the indicators and Carlson's Comprehensive Trophic State Index(TST)indi-ces indicated that the water quality of the western side of the reservoir was worse than that of the easternside.Polluted water from the Yongding River was considered a main source of pollutants in the reser-voir,while the farming of carp in net cages also contributed to the low water quality.A comparison ofthe water quality data in 1982 and 1988 indicated that the rate of eutrophication of Yongding Reservoir was alarming.