Study of statistically correcting model CMAQ-MOS for forecasting regional air quality

Based on analysis of the air pollution observational data at 8 observation sites in Beijing including outer suburbs during the period from September 2004 to March 2005, this paper reveals synchronal and in-phase characteristics in the spatial and temporal variation of air pollutants on a city-proper scale at deferent sites; describes seasonal differences of the pollutant emission influence between the heating and non-heating periods, also significantly local differences of the pollutant emission influence between the urban district and outer suburbs, i.e. the spatial and temporal distribution of air pollutant is closely related with that of the pollutant emission intensity. This study shows that due to complexity of the spatial and temporal distribution of pollution emission sources, the new generation Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) model developed by the EPA of USA produced forecasts, as other models did, with a systematic error of significantly lower than observations, albeit the model has better capability than previous models had in predicting the spatial distribution and variation tendency of multi-sort pollutants. The reason might be that the CMAQ adopts average amount of pollutant emission inventory, so that the model is difficult to objectively and finely describe the distribution and variation of pollution emission sources intensity on different spatial and temporal scales in the areas, in which the pollution is to be forecast. In order to correct the systematic prediction error resulting from the average pollutant emission inventory in CMAQ, this study proposes a new way of combining dynamics and statistics and establishes a statistically correcting model CMAQ-MOS for forecasts of regional air quality by utilizing the relationship of CMAQ outputs with corresponding observations, and tests the forecast capability. The investigation of experiments presents that CMAQ-MOS reduces the systematic errors of CMAQ because of the uncertainty of pollution emission inventory and improves the forecast level of air quality. Also this work employed a way of combining point and area forecasting, i.e. taking the products of CMAQ for a center site to forecast air pollution for other sites in vicinity with the scheme of model products "reanalysis" and average over the "area".     

超低频电磁声源非线性动力学建模与分析

电磁声源输出力大、体积小、易于实现超低频输出,在无人反水雷作战中具有显著优势。其动力学行为受到机械回复力和电磁力的耦合作用影响,当施加电流超过坍塌电流,电磁力将超过机械回复力, 就会发生吸和,造成声源的损坏。为准确描述电磁声源非线性动力学特性,预先评估坍塌电流,建立考虑动态漏磁系数的声源非线性动力学模型。通过三维有限元仿真计算动铁芯运动到不同位置处气隙的漏磁系数, 拟合得到动态漏磁系数。根据等效磁路法建立声源的改进电磁力模型,进而建立电磁声源非线性动力学模型。 通过 Runge-Kutta 算法计算得到阶跃激励下声源振动的位移和速度,绘制相平面图。研究稳定与失稳 2 种情况下的相轨迹的动态变化规律,为电磁声源的设计和控制提供理论支撑。     

季节内印度洋-西太平洋对流涛动对次季节-季节尺度大气可预报性的影响

利用非线性局部Lyapunov指数和条件非线性局部Lyapunov指数定量估计了季节内印度洋-西太平洋对流涛动（IPCO）和实时多变量Madden-Julian指数（RMM指数）可预报期限,量化了季节内IPCO对S2S尺度大气可预报性的贡献,深入研究了季节内IPCO演变下S2S尺度可预报期限空间分布的变化规律。结果表明：（1）与RMM指数相比,季节内IPCO指数可预报性更强,可预报期限达到31天左右,比RMM指数高出2周以上;（2）印度洋-西太平洋区域S2S尺度大气可预报性最强,可预报期限达到30天以上,其中季节内IPCO是该地区的主要可预报性来源之一,其贡献达到6天,占总可预报期限的25%以上;（3）随着季节内IPCO的演变,印度洋-西太平洋地区S2S尺度大气可预报性有空间结构变化,表现为可预报期限异常的传播和振荡。S2S尺度大气可预报期限正负异常沿季节内IPCO传播路径,一支以赤道中西印度洋为起点北传至印度半岛,一支向东传播,经过海洋性大陆到赤道西太平洋后向北传播,到达日本南部。同时,可预报性异常的传播在在东印度洋和西太平洋表现出反向变化的特征,形成东西两极振荡,当季节内IPCO向正位相发展时,东印度洋具有更强的可预报性,西太平洋具有更弱的可预报性,反之亦然。季节内IPCO的发展（衰退）可使东印度洋（西太平洋）S2S尺度大气可预报性更强,表明模式预报技巧对此具有更大的提升空间。     

深海浮球内部气压对水下内爆波的抑制机理

深海潜器常携带中空浮球来为其提供浮力。陶瓷因其高强度、低密度等优点成为浮球的理想材料。然而,中空结构在外部高压环境下易发生内爆,产生的内爆波会对周围结构产生毁灭性损害。为了探索浮球内部初始气压对内爆波的影响,首先,利用气泡动力学对其不考虑球壳影响时进行理论分析,得到内爆波压力脉冲沿径向以指数?1 衰减,并指出其物理意义和隐含假设,进而从能量分析得到增加内压使压缩空气消耗的能量增加,从而减弱释放到水中的压力波能量;其次,采用三相流固耦合有限元模型进行计算,考虑水的可压缩性和球壳因挤压引起的脆性破裂的影响,得到更为接近实际的内爆压力的分布。由于两侧挤压球壳,外部的水在不断扩大的缺口处产生向内的射流,造成内部气体非球形塌缩,后续压力波呈现出与球壳碎裂方式有关的方向性差异。通过有限元模型对内部初始气压的研究表明,增加初始内部气体压力到 1 MPa 时,压力脉冲在球壳表面处下降了 15. 6%~24. 8%。这一结果表明,在几乎不增加浮球质量的条件下,增加内部初始气压具有很好地抑制近端内爆波强度的效果。     

未来北极夏季陆面气温变化区域特征及其与北大西洋海面温度的关系

未来变暖背景下北极气候变化特征研究具有重要意义,基于国际耦合模式比较计划第六阶段（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6）中对北极气候变化模拟能力较好的模式模拟结果,研究SSP2-4.5情景下21世纪北极2 m气温的时空变化特征及其影响因素。结果表明：（1）极地陆地的欧亚大陆（Eurasia,EA）和北美-格陵兰（Greenland,GL）对全球变暖具有不同的响应。EA在21世纪中叶前变暖趋势显著,之后主要表现为年代际尺度的冷暖振荡;GL则始终保持增暖趋势。EA、GL分区气温均存在年际、年代际（10~20 a）尺度上的波动,GL分区还存在20~40 a的准周期变化。（2）前冬北大西洋涛动正位相会引起次年夏季北大西洋呈南北向“-、+、-”三极型海面温度异常,并通过影响大气环流导致EA分区气温正异常,这种影响主要体现在年代际尺度上。（3）北大西洋多年代际振荡为正异常时,北美至格陵兰位势高度偏高,GL分区增暖,并且这种影响在21世纪70年代后更重要;北太平洋北部的海面温度正异常对GL分区增温也有贡献。     

1974年5月11日云南省永善—大关地震

本文主要讨论了1974年5月11日云南省永善一大关地震的主震及其强余震的发震构造。指出主震至少由两次破裂组成,且与走向N34°W、倾向NE的断层有关,破裂方向自东南而西北。6月15日的最强余震其发震构造走向N40°E、倾向SE。最强余震发生前,释放应变的速率增快;同时,震中沿一定方向排列。     

泌阳断陷下第三系核三上段高频层序中米兰柯维奇天文旋回信息

古气候是影响陆相层序发育的一个重要因素,其周期性变化是源于天文旋回的驱动力（即米兰柯维奇假说）。米兰柯维奇天文旋回包括偏心率旋回、倾斜率旋回和岁差旋回,这几个轨道参数所驱动的古气候变迁,分别形成了周期为１０万年（或４０万年）、４万年及２万年的高频层序,即小层序组、小层序及小层单元,研究结果表明,泌阳断陷湖盆的高频层序是由地球轨道旋回所驱动的古气候周期性变迁所形成的。     

以高斯理论为基础计算弯曲钻孔节点空间坐标

为了拟合出更加接近钻孔实际的曲线,结合钻孔测斜实际,以严密的高斯理论为基础,给出了以钻孔天顶角和倾角为参数的弯曲钻孔的参数方程。并在此基础上,推出了钻孔曲线各点的计算公式,更准确地描述了钻孔的实际情况,为后续工作剖面图的绘制和储量计算提供了基础。这里使用高斯和折线法作为一个实例,对比计算了赤土店铅锌矿区ZK13002钻孔。计算结果表明:在钻孔曲线形状、累计弧长、插值点特征等多个方面的高斯法都优于折线法,而因算法的改变引起的工作量又是很小的。     

浅剖数据解译中淤泥层层界提取方法

港口与航道淤泥层层界确定对于港航建设开发与工程实施有着重大意义。本文针对港口航道浅地层剖面仪原始采集数据模糊的问题,分析了影响原始数据真实性的主要原因,实施了中值滤波法多次波压制与消噪处理,取得了清晰可靠的真实数据图像文件,根据海底声波不同层界反射特征,对比分析了脉冲信号声强图像变化情况,探讨了基于浅剖数据声强图像提取淤泥层厚的方法。试验证明该方法可以达到当前钻孔资料所能达到的精度范围。