GRAPES全球集合预报系统模式扰动随机动能补偿方案初步探究

为了体现次网格尺度能量升尺度转换过程中存在的不确定性, 文中将随机动能补偿(Stochastic Kinetic Energy Backscatter, SKEB)方案应用于GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)全球集合预报系统(GRAPES-GEPS), 以更好地表征模式误差并且增大集合离散度。使用的SKEB方案基于具有一定时、空相关特征的随机型以及由数值扩散导致的局地动能耗散率来构造随机流函数强迫。并根据流函数与水平风速旋转分量的关系, 将SKEB方案中的流函数强迫转化为适用于GRAPES全球模式的水平风速扰动。结果表明, SKEB方案的使用一方面能够提高GRAPES对大气动能谱的模拟能力; 另一方面能够改善GRAPES-GEPS的集合离散度与集合平均误差的关系, 增加了集合离散度, 并在一定程度上减小了集合平均误差, 尤其是在热带地区这种改进更为显著。而且该方案使得热带地区连续分级概率评分(CRPS评分)显著减小。就降水预报而言, 从Brier评分与相对作用特征面积(AROC, Area under the Relative Operating Characteristics)的结果来看, SKEB方案有助于改善中国地区小雨[0.1 mm, 10 mm)、中雨[10 mm, 25 mm)与大雨[25 mm, 50 mm)量级降水的概率预报技巧, 而对暴雨[50 mm, ∞)量级降水预报技巧影响很小(24 h降水量)。总体上, 模式扰动随机动能补偿方案提高了GRAPES-GEPS的概率预报技巧。      

一次冰雹天气过程的云系发展演变及云物理特征研究

利用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting)的数值模拟,结合NECP/FNL再分析资料、地面、探空、多普勒雷达基数据和卫星产品等观测资料,综合分析了2014年3月30日发生在贵州省西南部的一次冰雹天气过程。研究了有利于冰雹发生的环流特征和环境条件,分析了冰雹云系的发展演变特征、云微物理结构特征,初步分析了冰雹形成的云物理机制。结果表明:此次冰雹天气是典型的低压辐合线型降雹类型,地面降雹位置位于700 hPa切变线和近地面辐合线附近及南侧;发生此次冰雹过程的对流云系经历了对流云系的初生阶段、合并加强阶段、成熟降雹阶段和东移阶段。贵州地区上空对流云系的微物理结构具有混合相云特征,高层为冰晶、雪,中层为云水、霰,低层为雨水、冰雹。霰和云水是形成雨水和冰雹的主要来源,霰撞冻过冷云水和霰的自动转化是冰雹形成的主要微物理机制。     

全球寒武系四统划分框架正式确立

国际地层委员会最近陆续发布了2005和2006年版《国际地层表》(http://www.stratigraphy.org/cheu.pdf),这两张新表较以往各版最为突出的变动是将寒武系分为四个统和十个阶,不再采用国际地学界沿用了近一百七十年的上、中、下3统的传统划分方法。这一改写是全球地层学的重大事件     

多因子和多尺度合成中国夏季降水预测模型及预报试验

根据青藏高原60个站平均的月积雪深度、热带太平洋Nino 3区月海温和中国160个站月降水量等资料,用小波变换和相关分析,分析了1958～1998年秋冬季青藏高原异常雪盖与El Nino-南方涛动(ENSO)的关系、多时间尺度变化的特征及其与中国夏季降水的相关型式.并取青藏高原积雪和Nino 3区海温的年际变化、年代际变化和线性趋势三种不同时间尺度的小波分量作为预报因子,对我国夏季降水距平作线性回归,建立了相应的预测模型.最后,利用1999～2002年的独立资料进行了预报试验,并在2003年和2004年应用于实际预报.研究表明,青藏高原雪盖与ENSO这两个物理因子彼此具有一定的独立性.它们都是多时间尺度现象,并与中国夏季降水有较好的关系.在不同时间尺度上不仅有不同的相关型式,而且相对贡献也有变化.回归预测模型的拟合情况和预报试验表明,综合考虑前期秋冬季青藏高原雪盖和ENSO这两个物理因子的年际变化、年代际变化和线性趋势作为预报因子建立的预测我国夏季降水距平分布的模型,有一定的预报能力.     

鄂西地区早期人类和巨猿生存环境研究

本文重点研究了湖北建始高坪龙骨洞早期人类和巨猿生存时期的气候和环境。通过孢粉、氧化物、磁化率、哺乳动物化石研究表明,高坪地区在早更新世早期气候比较温暖湿润,但存在较大幅度的波动,植被为针叶-阔叶混交林。古人类生存时的气温比现今高,但降雨量比现今少,而且在1.95~2.14MaBP和2.15MaBP发生两次比较明显的降温事件,降温幅度可达5~9℃。     

武汉市城市基本地形图实时更新策略和方法

在对武汉市城市区域规划、土地利用范围的界定和基本特征研究的基础上提出了城市基本地形图实时更新策略和方法,从而认为建立行之有效的工作机制、必要的经费投入、制订科学完善的生产技术标准是保证实时更新的必要条件。     

面向电子政务的空间信息资源共享平台的设计与实现

本文综合分析了电子政务的发展现状,为解决目前电子政务建设中的“信息孤岛”问题,结合以“数字城市”为代表的整合阶段的特点,以提供数据互操作和功能互操作为出发点,提出了一种以空间元数据为核心,采用XML描述元数据标准和Web服务的架构模式,搭建面向电子政务的空间信息资源共享平台,为电子政务信息资源的整合提供统一标准和空间基准框架,并结合“数字合肥”的空间信息共享交换平台建设实践,证明了该模式的可行性。     

面向问题的空间应用表达与实现

讨论空间应用的一种面向问题的表达方法与实现机制。为解决空间应用的描述问题,在建立时空一体化空间数据模型基础上,定义了对SQL进行扩展的时空复合查询语言,实现了对空间应用问题的非过程化描述;研究复杂空间应用的表达问题,讨论时空复合查询语言的限制,并在语言中引入流机制,通过空间应用问题的组合实现更为复杂的空间应用,并支持空间数据分布式计算;最后给出若干空间应用实例及其面向问题的表达。     

香港西贡滨珊瑚REE的地球化学特征及其与海平面变化的关系

用ICP-MS技术测定了位于珠江口西岸香港西贡滨珊瑚在1991～2002年(分辨率达到0.5a)的稀土元素(REE)含量。实验结果显示香港滨珊瑚REE具有Ce负异常、重稀土富集这种典型的海水相分布模式。香港滨珊瑚中REE含量处于目前已见报道中的高值范围,与巴布亚新几内亚珊瑚的REE含量相当。通过与不同地区的比较,香港珊瑚高REE含量很可能就是毗邻的珠江水体高REE的直接反映,而且同南海北缘半封闭边缘海的性质有关。香港珊瑚REE的来源主要为珠江口及其相邻的陆缘沉积物。此外,1991～2002年香港珊瑚REE含量年际下降趋势十分明显,Ce负异常和重稀土富集的程度也呈加剧的趋势,分布模式向海水相转化。REE含量与海平面的年际变化之间有显著的负相关关系(r=-0.7～-0.9),而且重稀土与海平面的相关系数优于轻稀土。上述结果揭示了热带滨珊瑚对近期全球变暖、极冰融化和海水膨胀所引起的海平面快速上升的响应。     

全球水储量变化的GRACE卫星检测

利用GRACE月尺度变化的地球重力场反演了全球水储量变化,并与陆地水文资料、卫星测高资料及海洋模式得到的结果进行了比对.通过对SOURE台站重力变化的陆地水储量变化计算结果和GRACE重力场系数截断为15阶得到的结果比较,发现两者比较接近,且年周期变化特征明显.对于亚马逊流域,当重力场系数截断为15阶且平滑半径使用106 m时,GRACE反演的区域平均水储量厚度的周年变化振幅为15.6×10-2m,小于使用平滑半径为4×105m的23.7×10-2m.在研究长江流域时,本文对水文资料做球谐系数展开,并与GRACE数据做同样的截断和平滑处理,结果发现GRACE反演的水厚度变化与水文资料结果基本上符合.对于纬度±66°之间的海洋区域,GRACE反演的海水质量变化接近于结合卫星测高和海洋模式得到的结果,但对于2°×2°网格,则在一些区域差异明显,最大超过了0.2 m,中误差为3.8×10-2m.可见,当前GRACE卫星时变重力场只能确定出上千公里及以上尺度区域的水储量变化.