数据驱动下的环境变迁与区域经济成长关联分析

由于经济发展的复杂性,本文旨在探索由环境变迁引发这一动态、复杂而又相互作用的过程,通过引入环境变迁与经济成长两方面因素分析其中的潜在关联性,并将区域稳定性作为环境变迁与经济成长相互作用后的衡量指标,来评估该过程.1）通过使用衡量国家经济健康程度的健康性与复杂性（Fitness and Complexity）算法,获得了新的评估国家经济成长的国家经济健康性系数,该系数能在竞争激烈的动态国际贸易环境下有更好预测GDP的表现.随后建立机器学习模型,成功预测了不同国家的稳定性类别,且预测精度都在90％左右.2）实现了基于数据的环境变迁和区域经济成长的关联性可视化分析,通过分析能够得到潜在关联性结论：一些发展中国家经济稳定性与水资源和二氧化碳排放呈强关联,而发达国家则与人均耕地面积有关联.3）设立评估国家稳定性的新指标,与世界主流指标相比,构建的新指标更注重原始数据的量化,减少了概念抽象的指标对预测性能的影响,且在评估区域经济成长时能更符合当前国际的实际经济情况.本文提出的评估区域稳定性的新排名是完全基于量化指标的,因此更容易实现,说服力更强.通过实际的预测效果分析,该新排名在衡量区域稳定性时弥补了世界主流排名由抽象指标带来的预测失真缺陷,能够满足基本的区域稳定性预测功能,并且能够对预测结果造成影响的主要因素进行解释.     

EOF在广西春季降水分析中的应用

利用EOF方法对广西1961~2003年春季(2~4月)降水进行分析,得出广西降水一致性即旱或涝为春季主要降水类型与桂北-桂南和桂东南-桂西北反位相型。依此广西春季降水可分为桂东北、桂东南和桂西三个区。利用第一时间系数、67个站平均降水距平值和正负距平站数三种方法统计出广西春季历年的旱涝年,1961~2003年期间存在11a涝和14a旱。在降水异常年里桂东南降水变化最大,其次为桂东北,变化最小为桂西。     

An Application of the Adjoint Method to a Statistical-Dynamical Tropical-Cyclone Prediction Model (SD–90) II: Real Tropical Cyclone Cases

In the first paper in this series, a variational data assimilation of ideal tropical cyclone (TC) tracks was performed for the statistical-dynamical prediction model SD-90 by the adjoint method, and a prediction of TC tracks was made with good accuracy for tracks containing no sharp turns. In the present paper, the cases of real TC tracks are studied. Due to the complexity of TC motion, attention is paid to the diagnostic research of TC motion. First, five TC tracks are studied. Using the data of each entire TC track, by the adjoint method, five TC tracks are fitted well, and the forces acting on the TCs are retrieved. For a given TC, the distribution of the resultant of the retrieved force and Coriolis force well matches the corresponding TC track, i.e., when a TC turns, the resultant of the retrieved force and Coriolis force acts as a centripetal force, which means that the TC indeed moves like a particle; in particular, for TC 9911, the clockwise looping motion is also fitted well. And the distribution of the resultant appears to be periodic in some cases. Then, the present method is carried out for a portion of the track data for TC 9804, which indicates that when the amount of data for a TC track is sufficient, the algorithm is stable. And finally, the same algorithm is implemented for TCs with a double-eyewall structure, namely Bilis (2000) and Winnie (1997), and the results prove the applicability of the algorithm to TCs with complicated mesoscale structures if the TC track data are obtained every three hours.     

重庆地区年可利用降水资源的变化分析

利用重庆地区34站月平均气温及降水资料,在陆面蒸发经验模型基础上计算了可利用降水资源,采用EOF方法分析了主要分布型,并讨论了其变化规律,最后利用MGF-BP神经网络多步预测模型对重庆地区未来10 a（2006—2015年）可利用降水资源进行了预估。结果表明,重庆年可利用降水资源大体分为4种分布类型,即全区域分布型、东西分布型、南北分布型和中部型,其中全区域型是重庆年可利用降水资源最主要的分布型,各分布型具有较显著的年代际变化特征;当年气温偏高、降水量偏少时,年可利用降水资源可能偏少,而当年气温偏低,降水量偏多时,年可利用降水资源可能偏多;初步预测表明,2006—2011年,重庆地区年可利用降水资源总体偏少,而2012—2015年则可能偏多。     

Role of Black Carbon-Induced Changes in Snow Albedo in Predictions of Temperature and Precipitation during a Snowstorm

In this study the authors apply the chemistry version of the Weather Research and Forecasting model （WRF-Chem） to examine the impacts of black carbon （BC）-induced changes in snow albedo on simulated temperature and precipitation during the severe snowstorm that occurred in southern China during 0800 26 January to 0800 29 January 2008 （Note that all times are local time except when otherwise stated）. Black carbon aerosol was simulated online within the WRF-Chem. The model resuits showed that surface-albedo, averaged over 27-28 January, can be reduced by up to 10% by the deposition of BC. As a result, relative to a simulation that does not consider deposition of BC on snow/ice, the authors predicted surface air temperatures during 27-28 January can differ by -1.95 to 2.70 K, and the authors predicted accumulated precipitation over 27-28 January can differ by -2.91 to 3.10 mm over Areas A and B with large BC deposition. Different signs of changes are determined by the feedback of clouds and by the availability of water vapor in the atmosphere.     

一次暴雨过程中两个降水阶段的差异分析

利用NCEP格点再分析资料和WRF模式输出的高分辨率资料、自动站降水资料、雷达资料对2010年8月14 16日发生在重庆的一次大暴雨过程进行了数值模拟和诊断分析。结果表明:此次暴雨过程分为两个阶段,降水系统主要有两个:第一阶段的主要降水系统是低空切变线;第二阶段的主要降水系统是低空切变线和850 h Pa西南低涡,并且第二个阶段内的降水量较大、持续时间也较长。风垂直廓线的时间演变表明,暴雨发生、发展过程中,中低层强西南风风速的下传和低层切变辐合的存在对中尺度对流系统的增强有着重要的作用;数值模拟分析显示,第一阶段,弱的冷平流影响暴雨区,在低空切变线的作用下,引起气团在水平方向辐合,触发中尺度对流系统的发生、发展;第二阶段,中高层强的冷空气倾入降水区,850 h Pa低涡生成后东移至重庆东北地区,其低涡附近的垂直上升运动与700 h Pa切变线附近的上升运动相耦合,强迫抬升中低层暖湿空气并再次触发降水区域的中尺度对流系统。     

6种卫星降水产品在中国区域的精度特征评估

采用2012—2013年国家气象信息中心2419个国家级地面气象站格点化数据和TRMM(3B40RT、3B41RT、3B42RT)、CMORPH、GSMaP、HYDRO共6种0.25°×0.25°卫星反演降水数据,从中国区域、中国东部区域及中国西部区域3种空间尺度综合验证和比较了日尺度上卫星反演降水产品的精度。结果表明：春、夏、秋季卫星反演降水产品对降水描述的准确性高于冬季。相关性、均方根误差等指标随季节变化明显,且差异较大,夏季每种降水产品的评估指标均优于冬季。不同区域之间定量评估指标差异明显,具有月尺度变化特征。卫星反演降水产品对冬季小降水及固态降水的反演能力有限。对于中国区域的大范围降水事件,每种降水产品可以较好进行再现,但均以多传感器联合后的产品质量较高,单一微波、红外或可见光的效果较差。TRMM的3B42RT在夏季对降水反演的落区较好,但极值偏大,CMORPH的综合评价较好。卫星降水产品精度的空间分布与地形有一定的关系。     

基于六参数仿射变换的控制点选取及坐标校正分析

以经纬度坐标转换到深圳坐标为例,利用卫星遥感影像,通过全局搜寻算法选择控制点对求解仿射变换六参数值,在不同约束目标下对坐标距离偏差程度进行筛选分析,确定适合深圳坐标下能有效提高校正精度的控制点对组合及校正坐标公式。     

基于先验特征的台风云系影像分割方法研究

传统的基于数学形态学的台风云系影像分割方法多采用圆形或菱形模板进行,这种方法的缺点是当运算模板较大或经多次腐蚀、膨胀运算后,不能很好地保留台风云系影像原始的形态信息。为了解决此问题,探讨了一种基于先验特征的台风云系影像分割原理与方法,即先提取台风云系影像的大致形态,并以此作为形态学模板;然后利用形态学方法提取台风云系影像;最后,以2008年7月28日18时的09号FY-2C气象卫星云图台风云顶温度数据为例进行分析,同时根据本次示例台风(200809号台风)形状自定义的模板来腐蚀分割台风云系影像,并详细对比和分析了不同形状、大小的模板对台风云系影像分割结果的影响。实验表明,基于先验特征的自定义台风云系结构模板,其分割结果不仅较好地保留了台风云系影像的形状特征,而且腐蚀后保留的台风云系信息最多。     

自动变形监测系统在运营地铁隧道监测中的应用

以工程实例为依托,介绍以徕卡TCA1800型全站仪为基础组成的自动化变形监测系统,在广州市天誉四期基坑相邻地铁隧道结构监测项目中的应用,利用自动化监测技术,在深基坑开挖施工过程中对毗邻运营地铁隧道的结构变形情况进行监测,通过对各变形监测点的变形量与预警值的比较和综合分析,提出预警预测,确保在项目施工期间地铁隧道的结构安...