一次局地大暴雨的地面观测资料同化预报试验研究

基于WRF（Weather Research and Forecasting）模式及其3DVAR（3-Dimentional Variational）资料同化系统,采用36 km、12 km 、4 km三层嵌套网格进行逐3 h资料同化和快速更新循环预报,对2011年5月8日鲁中一次局地大暴雨过程进行了资料同化敏感性试验。试验结果表明,地面观测资料同化和快速更新循环对本次降水的预报起到了关键性作用。在快速更新循环预报时不同化地面观测资料,或同化全部观测资料进行冷启动预报,模式均不能预报出山东的降水。同化地面观测资料后,显著改进了模式降水落区预报。地面观测资料同化可以影响到700 hPa高度以上温压湿风要素的变化,从而改变了大气初始场的温湿结构,导致模式预报的700 hPa附近高空大气湿度和热力不稳定增强,700 hPa以下低层风场更强,850 hPa鲁中以南风速较无观测资料同化的偏强2～4 m·s-1,低层风场的动力作用触发高空的不稳定大气,降水出现在山东。     

黄、渤海沿海大风变化特征及影响系统

利用1981—2010年黄、渤海沿海44个气象站大风资料,根据中央气象台对近海海区的划分,分析了近30 a黄、渤海近海5海区大风的气候特征,以及通过天气分型对2008—2012年黄、渤海沿海大风的影响系统进行了统计,结果表明:近30 a黄、渤海沿海5海区日最大风速≥6级和≥8级日数呈递减趋势,1980s大风日数较多,各海区≥6级大风在1981年和1987年前后均有两个峰值。≥6级大风日数随季节变化的峰值,渤海海区出现在春季,黄海南部海区是春季、夏季8月和秋季11月,渤海海峡、黄海北部和中部海区则主要是春季和冬季。渤海海区以偏北风和南南西风为主导风向,与其他海区以北或西北风为主的特征明显不同。冷锋是黄、渤海沿海大风最主要的影响系统,其次是气旋型和高低压型大风。另外以850 h Pa温度平流的强度、冷/暖中心的强度、等温线密集带梯度、地面高/低压强度、地面大风前3 h/24 h最强变压中心强度和地面气压梯度等要素为着眼点,对不同类型的大风指标进行了分析。     

t-BAMBP/磺化煤油萃取体系从盐湖卤水中萃取铷的动力学研究

采用上升单液滴法,进行盐湖卤水中萃取铷的动力学研究,主要考察了比界面积、水相铷浓度和油相(t-BAMBP/磺化煤油)浓度对萃取速率的影响。通过比界面积的研究发现,t-BAMBP萃取铷的过程由界面化学反应和相内化学反应共同控制;通过对实验数据的非线性拟合,得到了萃取体系的动力学方程,R=9.936×10-7[Rb+]1.134[t-BAMBP]2.190,萃取速率对铷的反应级数为a=1.134,对t-BAMBP反应级数b=2.190,实验值和计算值的均方根误差为1.735%。     

ABRUPT SEASONAL CHANGE OF ZONAL CIRCULATION OVER THE TIBETAN PLATEAU

The abrupt changes of zonal circulation in the Tibetan Plateau (TP) region and their likely causes are derived from National Centers for Environmental Prediction and the National Center for Atmospheric Research reanalysis data. The zonal circulation over the TP abruptly changed in summer (31st pentad) and winter (59th pentad). The switch from summer to winter circulation is characterized by a sudden northward shift of the westerlies and the zero-velocity curve and disappearance of the westerly jet. The winter–summer switch is characterized by the reverse pattern. Therefore, the circulation conversion between summer and winter can be judged from the position of the zero-velocity curve. Curves located north of 20 °N indicate summer circulation over the TP and vice versa. The abrupt change of zonal circulation is mainly caused by the thermodynamic effect of the TP. In June, this effect causes a huge monsoon circulation cell extending from the TP to low latitudes. Consequently, the westerlies jump to the north as easterlies develop. This process, which is enhanced by the strong northerly in Coriolis, establishes the summer circulation. In October, the Hadley cell recurs as the thermal effects of the TP diminish, the westerlies rush southward, and the winter circulation is established.     

高阶非线性系统自适应模糊有限时间状态约束控制

针对一类具有状态约束的非严格反馈高阶非线性系统,研究一种自适应模糊有限时间跟踪控制问题.首先,利用模糊逻辑系统逼近不确定性非线性函数,在此基础上,采用障碍Lyapunov函数,解决状态约束问题,通过障碍加幂积分方法和反步递推技术,提出了一种有限时间控制设计方法.在有限时间Lyapunov稳定意义下,严格证明闭环系统半全局实际有限时间稳定且系统的状态不超出给定的约束边界,并实现了有限时间跟踪控制目标.最后,仿真研究进一步验证了所提出控制方法的有效性.     

水准网闭合差自动解算的新方法

介绍一种在水准测量中独立闭合环或附合路线自动搜索及闭合差自动解算的新方法。该方法将间接平差函数模型转化为条件平差函数模型,利用条件方程式的所有信息,搜索出独立闭合环或附合路线并快速解算出闭合差,与给定的限差进行比较,较好地检验并剔除粗差。最后经过编程实现该方法,用实例验证了该方法的正确性和用之进行观测值质量检核的有效性。     

基于Ma PObjects的油气地质信息与评价系统的设计与实现

以往的油气资源评价系统主要是在商用地理信息系统软件平台上开发出来的,其主要缺点就是专业应用模型与系统平台之间不能实现无缝集成。鉴于此,笔者设计实现了基于组件式地理信息系统技术的油气地质信息与评价系统,实现了油气地质信息管理模型与地理信息系统之间的有机结合。利用ESRI公司生产的Ma POb-jects组件,开发出具有通用地理信息系统功能和油气地质信息管理功能的应用系统。该系统可以实现油气地质信息管理、分析和评价等常用功能。     

西部测图移动应急安全自救保障系统研究

移动应急安全自救保障系统是整个"西部测图工程"安全保障体系建设中的最重要组成部分。本文从"西部测图"移动应急安全自救保障建设实际需求出发,结合当前PDA硬件资源的特点,在分析测区作业特点的基础上探讨了系统建设的整体架构以及系统建设的需求特征,并详细阐述了系统的数据组织结构模型,最后给出了系统的相关功能实现和应用。     

多边形叠加Vatti算法的VCS优化方法与GPU并行化

Vatti算法是常用的矢量多边形裁剪算法之一,在其构建扫描束实现交点计算的过程中,二叉树的数据结构和递归计算方法导致其计算效率受矢量多边形边界顶点数量影响显著。本文针对Vatti算法执行过程中较为耗时的扫描束构建环节,提出了一种多边形边界顶点预排序的优化方法——VCS（Vertex Coordinate Pre-Sorting）方法,并基于该方法实现了对Vatti算法的GPU细粒度并行化。VCS方法使用双向链表对Vatti算法原有的二叉树数据结构进行了替换,以较小的额外存储空间取得了多边形边界顶点信息查找效率的明显提升。在GPU环境下采用双调排序算法对多边形边界顶点数组元素进行并行化排序并过滤出有效值,克服了原始算法使用二叉树存储导致效率低下的问题。实验结果表明,改进后的算法与原始算法相比,具有相同的计算精度;当多边形顶点数量为92万,CUDA每个线程块中的线程数量为32时,使用VCS优化方法,与采用CPU计算构建扫描束方法相比,GPU并行化方法获得了39.6倍的相对加速比,矢量多边形叠加分析算法效率总体上提升了4.9倍。