基于动力降尺度的区域集合预报初值扰动构建方法研究

利用全球集合预报系统资料(Global Ensemble Forecast System,GEFS),基于WRF中尺度模式构建了区域集合预报系统,区域集合初值的构建采用两种方案,一种是GEFS全球集合预报初值场直接动力降尺度(称为DOWN集合),另一种是提取GEFS全球集合降尺度后的扰动场,并叠加到区域数值预报系统(北京快速更新循环数值预报系统:Beijing Rapid Update Cycle System,BJ-RUC)分析场上构建集合初值场(称为D-RUC集合)。进行了批量试验,通过对比发现D-RUC集合的中小尺度扰动增长优于DOWN集合,而大尺度扰动分量的增长两者相当,说明与高分辨率分析场叠加可以促进动力降尺度扰动的中小尺度扰动分量的增长。集合预报扰动准确性检验结果显示,短预报时效内DOWN集合扰动明显低估了预报误差,在预报误差较大的位置扰动较小,而D-RUC集合能够更好地识别预报场中哪些位置预报误差较大,而哪些位置预报误差较小。集合预报检验结果表明,D-RUC方法能显著改善短时效预报效果,集合离散度有所增加、均方根误差有所减少,概率预报评分显示D-RUC集合比DOWN集合在短预报时效占优。降水个例分析结果表明D-RUC方法能显著改善短时效内的降水概率预报效果。     

提为反问题的数值预报方法与试验 I. 三类反问题及数值解法

提为初值问题的数值预报在通过改进数值模式、观测手段及分析方法而改进预报的同时,仍然面临着两大困难,即模式误差和初值不完整。然而我们有大量的气候演变的历史观测资料,其中蕴含着关于气候系统的信息。本文针对这两个困难,系统地提出充分利用历史资料反演订正模式和初值进而改进数值预报的三类反问题,并给出数值解法。最后将三类反问题应用于一个简单模式进行反演预报的数值试验,其数值试验结果将在本文的第二部分给出。     

中国北京地区大气臭氧层的基本状态及其与气象要素的相关分析

本文第一次分析研究并给出了中国北京地区大气臭氧层的基本状态:它的总含量、空间分布和时间变化特征;以及这些变化和大气环流及某些气象要素之间可能存在的相关.     

山东WRF集合预报系统对“麦德姆”台风预报检验

2014年第10号台风“麦德姆”登陆北上,对山东造成较大的影响。此文对业务上常用的各种数值模式对于“麦德姆”台风的预报情况进行了对比检验,重点检验了山东WRF集合预报系统对此次台风的预报性能。结果表明,山东WRF集合预报系统对于此次台风预报具有较高的参考价值。WRF确定性预报台风路径预报类似EC细网格预报,在23日20时以前预报较好,23日20时后预报最好的为T639。WRF集合预报对于台风路径预报具有较好的指示意义。WRF确定性预报02时、14时更新预报效果好于其前面6h起报结果,体现了HYBRID-3DVAR集合混合同化对于改进预报效果的作用。通过中尺度模式与其外层全球背景场模式预报对比发现,由于中尺度模式具有自身的物理参数化方案和同化系统,其对于台风路径的预报效果可以显著优于其全球背景场模式。WRF确定性预报对于“麦德姆”台风降水预报与实况最为接近。对于台风大风预报,WRF集合预报最大值最好。     

热带太平洋-印度洋相互关系的年代际改变

用Nino3指数、印度洋单极指数、偶极子指数表示热带太平洋．印度洋SST的年际异常,发现1978年以后ENSO在热带印度洋的信号减弱了,可以解释如下：1978年之前,印度洋和太平洋纬向垂直环流的异常在海洋性大陆附近作齿轮式耦合;1978年以后,由于热带太平洋的上升支的东移,导致两洋的纬向垂直环流异常的耦合减弱。     

索伦-西拉木伦缝合带中段及周边区域面波层析成像

索伦-西拉木伦缝合带中段及周边区域先后经历了古生代古亚洲洋闭合、中生代蒙古鄂霍茨克洋闭合和中新生代太平洋俯冲等构造复合叠加,导致该区深部构造异常复杂。本研究从该区近年来累积的宽频地震探测资料的地震面波和环境噪音互相关格林函数中提取瑞雷波群速度频散,并据此反演区域尺度的三维横波速度。结果发现：区域地壳厚度横向变化不大,松辽盆地和下辽河盆地地壳比大兴安岭薄,地壳厚度与地形吻合表明这些地区基本达到重力均衡状态;而辽东隆起和渤海湾盆地地壳厚度与地形高度呈反相关,表明这些地区可能仍处于构造改造过程中。在80 km深度之下,波速分布则呈现与索伦-西拉木伦缝合带走向近似平行的东西向展布。以索伦-西拉木伦缝合带为界,南北两侧横波速分布复杂程度明显不同且南侧的东西两部分复杂程度也不同。这些结果表明区域受太平洋俯冲体系冲破坏程度存在明显差异,同时索伦-西拉木伦缝合带以南可能仍有古亚洲洋板片残留。     

利用磁梯度法研究我国地幔导电率

利用磁梯度法的原理，对我国地磁台网中的25个台站1992年的数据进行了处理．寻找磁变化在平面上最佳多项式拟合形式，获得了25个台站的日变4个谐波成分的较好的C值估计．通过非线性不定问题反演方法，探讨了各台站地下的导电率结构．研究指出，在我国的西南部、北部及其它地区之间C值和地下深部导电率结构存在差异．探讨了用改善梯度法研究深部导电率结构的可能性，指出梯度法在地球深部导电率结构及有关应用研究方面是有前景的．      

地球上最深的井孔——与预料相反的地球内部

深12公里的井孔地球上人类钻掘的最深的井孔有多深呢?最深的现在已经超过11.5公里,接近12公里。地点是在苏联西北部的科拉半岛摩尔曼斯克市以西。井孔深度的最终目标为15公里,但它也不过是地球半径的二百五十分之一。在能够飞向月球的时代,还不能“直接”对地球内部进行调查,这是出人意料的。上述的井孔是为探索未来资源的线索、试验新的钻探方法、调查地球科学方面令人感兴趣的问题,经过了很好的组织才开始钻掘的。     

汶川地震前川滇地区构造活动与区域应力特征分析

2008年5月12日四川省汶川县(31.0°N,103.4°E)发生8.0级强烈地震.这是我国建国以来破坏性较大的一次地震.研究该地震发生前川滇地区构造活动及区域应力特征,认识地震孕育、发生和震后调整的过程及对未来地震形势的判定具有十分重要的意义.     

汶川MS8.0级大震前天基与陆基电场资料联合应用研究

利用边际谱方法对2008年5月12日四川汶川地震前天基和陆基电场变化情况进行了联合分析研究,结果表明:(1)空间电场方面,由重复轨道和连续轨道电场边际谱演化看出,电离层电场从2008年4月27日左右开始,其边际谱出现了明显的增强现象(增大1~2个量级),这种现象一直持续到汶川地震发生.(2)陆基电场方面,中法合作的松山台从4月25日~29日开始出现电场边际谱增强现象(增大2个量级),成都台、陇南台和天水台在4月10日~14日开始出现了边际谱增强现象(增大2个量级),天水台和陇南台边际谱增强现象出现时间与成都台相差不大,但结束时间不完全相同,松山台、天水台的结束时间要早于陇南台和成都台.(3) 陆基和空间电场边际谱出现增强现象的时间来看,二者有较好的一致性.