葵花8号辐射率资料同化在一次川渝暴雨预报中的应用研究

新一代静止气象卫星葵花8号(Himawari-8)上搭载的静止轨道成像仪AHI (Advanced Himawari Imager)凭借其高时空分辨率可以对重庆地区暴雨进行连续观测。本文选取2019年4月19日的一次区域性暴雨天气过程为试验个例,采用WRF (Weather Research and Forecasting)中尺度模式进行数值模拟。基于WRFDA (Weather Research and Forecasting model Data Assimilation)同化系统对葵花8号静止气象卫星的AHI辐射率资料进行相应的质量控制和云检测,进而开展循环同化试验,考察卫星资料同化对这次强对流天气过程预报结果的改进。结果表明在同化AHI红外辐射率资料之后,辐射传输模式模拟的亮温和观测亮温更为接近。此外,AHI水汽通道辐射率资料同化有效提高了对各层高度上的风场、水汽场、雷达回波等要素特征的分析效果,并且使模式的初始条件更逼近真实的大气状态。研究发现同化AHI水汽通道辐射率资料后模拟的降水整体分布与实际情况更为接近,主要雨带位置以及强降水中心的精确程度显著高于背景场的预报效果。经过...     

扩展水凝物控制变量的雷达资料同化对台风“天鸽”数值模拟的影响

利用WRF(Weather Research and Forecast)模式及WRFDA(WRF model data assimilation system)系统,针对2017年台风“天鸽”个例通过同化雷达径向速度(Vr)和反射率因子(RF),研究水凝物控制变量的雷达资料同化对台风分析预报的影响。研究表明：雷达径向速度的直接同化有效地改进了模式初始场中台风涡旋区的中小尺度信息,分析场中产生了气旋性的风场增量,对模式背景场中的台风有显著增强作用。通过在传统控制变量中扩展针对水凝物的控制变量可有效地同化雷达反射率因子资料,对初始场的水物质进行调整,并对随后确定性预报的台风路径和强度都有一定的正效果。此外,相比没有水凝物控制变量的雷达同化试验,加入了水凝物控制变量的雷达资料同化试验降水预报效果更好。这为将我国近海的地基多普勒天气雷达用于台风初始化分析和预报提供了一定的技术支撑和保障。     

台站监测数据恢复平台的开发

为应对雷电、网络故障等突发事件引起的通讯及网络故障,出现通过正常途径无法采集数据采集器中观测数据的情况,特研发监测数据恢复平台。该平台通过串口通信工程的开发研究,实现通过采集器的RS232串口连接,读取存储器单元中的数据,并将之提取并保存为固定格式。通过数据库编程技术,将提取的观测数据导入到"十五"Oracle数据库中,从而达到提高观测资料完整率的目的。     

复杂条件下露天采场边坡变形分析

露天采场边坡的变形特征对边坡稳定性评价、露天开采以及对边坡变形监测具有重要意义 ,复杂条件下 ,露天采场边坡的变形特征难以预测。本文采用快速拉格朗日分析 (FL AC)方法对金牛公司露天采场稳定边坡、不稳定边坡时空上的变形特征以及空区和分步开挖对边坡变形特征的影响进行了综合分析。结果表明 :FL AC方法在分析复杂条件下的边坡变形特征方面显示了较强的优势 ,稳定边坡和不稳定边坡有着各自不同的变形特征 ,空区和开采速度对边坡变形产生一定的影响。     

超强台风“Saomai”的数值模拟及诊断分析

利用美国NCEP/NCAR全球预报系统的GFS资料以及中尺度非静力模式WRF,针对超强台风“Saomai”进行高分辨率数值模拟及诊断分析,模拟区域采用单层网格,分辨率为5km。研究结果表明,高分辨率数值模拟较好地再现了台风“Saomai”的发展演变过程及登陆情况。模拟的台风路径与实况较为吻合,变化趋势也基本一致;同时,模式对台风“Saomai”的环流场结构和台风登陆期间的累积降水分布特征也取得了较好的模拟效果。进一步通过850hPa涡度、相对螺旋度、水汽通量等对台风“Saomai”发展演变及登陆期间引起的暴雨开展模拟诊断,结果表明:在模拟时间段内,涡度和相对螺旋度的强中心与暴雨区中心有较好对应,水汽通量对降水趋势有较好的指示,上述诊断物理量的演变与降水的时空变化较为一致,在一定程度上具有指示意义。     

一次致灾强冰雹过程分析与高分辨率数值模拟研究

为提高冰雹天气过程的预报预警能力,减轻其对农业生产的影响,利用多种气象资料,对2018年5月16日南通市北部首场大冰雹过程从环流背景、水汽、热力条件等方面进行了详细分析;并应用中尺度非静力WRF模式,对该降雹过程进行数值模拟,再现了冰雹形成的背景条件及过程。分析表明：上冷下暖的配置导致大气层结不稳定,本次过程的动力抬升条件是由高低空急流、中低层切变线及露点锋等系统相配合提供的;地面切变线是触发系统。在高0 ℃层的不利背景下,高CAPE值、较强的深层风垂直切变、600 hPa以上明显的冷平流、低层较强的水汽输送及边界层 θse随高度明显减小均有利于冰雹天气的出现。深层垂直风切变、中低层温湿梯度大值区及边界层 θse锋区与高能舌重叠区均与冰雹落区有较好的对应。雹暴单体具有入流V型缺口、钩状回波、高悬的强反射率因子、三体散射、持续高VIL值等大冰雹回波特征;70 kg/m2 以上VIL 高值的稳定维持与大冰雹的出现对应较好。WRF模式较为成功地呈现了本次冰雹影响的全过程,是局地不断生成的对流单体与飑线相结合,促使飑线南段对流增强,飑线系统再次发展的过程。对流有效位能的释放、风垂直切变的加强、暖平流的增强及明显干入侵对强对流的发展增强有提前指示意义。     

GPM微波成像仪资料同化对台风“麦德姆”路径预报的影响研究

基于中尺度数值模式WRF及其三维变分同化系统,自主构建了新的探测仪器GMI(Global Precipitation Measurement (GPM) Microwave Imager)的同化模块。本文以2014年太平洋台风季中台风“麦德姆”为例,实现了GMI资料在登陆台风中的有效应用。试验结果表明:晴空条件下GMI资料同化能够对模式背景场中的台风位置进行有效修正。与没有同化该资料的控制试验相比,同化GMI微波成像仪资料可以有效改进台风暖心结构的分析,同时使得台风涡旋环流结构增强,并进而提高了对台风路径的预报水平。     

包气带非水相污染物迁移离心模型研究中的相似比例关系

非水相污染物在包气带中的迁移是一个复杂的物理、化学及生物过程 ,离心模型是解决该问题的有效途径之一。采用理论分析和数值分析的方法 ,对两种湿润历史条件下 ,二相与三相体系中 ,毛细上升高度、达到毛细平衡所需要的时间以及迁移距离等与离心加速度之间的关系进行了研究 ,提出了存在于包气带非水相污染物迁移离心模型研究中的相似比例关系     

中条山铜矿流体碳、氧同位素示踪

中条山铜矿富集区,主要有铜矿峪斑岩型铜矿床和胡篦型、落家河型、横岭关型海底喷流沉积变质型铜矿床.四个铜矿床深部流体包裹体的碳、氧同位素分析样品,无一例外地均落在有关图解上的"地幔多相体系-花岗岩区"与"海相碳酸岩区"之间,表明它们属于低温蚀变作用成矿的一套热液矿床组合.矿石的δ13CPDB值为-3.3‰~ -8.3‰,δ18OSMOW值为10.1‰~ 19.83‰,包裹体的K/Na<1,富含铜,这些资料显示中条铜矿富集区是深部流体(地幔流体和岩浆流体等)、大气降水和地壳物质组成的极其复杂的成矿系统.