中尺度数值模式的资料同化系统——(一)伴随模式的设计

以一个有限区域的中尺度模式为基础,采用伴随模式技术进行有限区域气象资料的同化。伴随模式的方法是以数值天气预报的动力模式作为约束条件的变分方法,比传统的变分方法有了很大的改进。本文初步探讨了伴随模式系统的设计方法,特别是伴随模式的构造问题;用共轭码的方法导出伴随模式;初步试验表明该系统有较强的同化能力。     

阿尔金喀腊大湾地区卓阿布拉克组沉积岩系年代及其地质意义——来自碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

以阿尔金喀腊大湾地区卓阿布拉克组沉积岩系砾岩为研究对象,应用LA-ICP-MS方法对碎屑锆石进行U-Pb同位素年龄测定,探讨其形成时代、物源组成和构造背景。研究结果表明:(1)碎屑锆石年龄谱明显分为2组:522~427Ma和638~1766Ma,另有2个古老的同位素年龄数据分别为2450Ma、3394Ma;(2)最年轻的碎屑锆石年龄为427±4Ma,说明该砾岩的形成时代晚于427Ma,沉积岩系可能形成于晚志留世—早泥盆世(427~410Ma);卓阿布拉克组存在晚寒武世—早泥盆世的物质组成,应将其解体重新划分;(3)碎屑锆石峰值年龄为456Ma,表明喀腊大湾地区存在该时期的岩浆活动;522~427Ma的年龄数据约占总体的81%,构成了砾岩中最主要的碎屑锆石群体,说明在早古生代,尤其是晚寒武世—奥陶纪形成的岩浆岩是砾岩最重要的物源,该沉积岩系是敦煌地块向南俯冲、碰撞产生的一系列火成岩在造山剥蚀后的沉积响应;(4)结合目前北祁连造山带的研究进展和研究区碎屑锆石的研究结果,初步认为喀腊大湾地区卓阿布拉克组沉积岩系和北祁连天祝组、鹿角沟组具有相似的沉积年龄和物质来源,可能同为北祁连-北阿尔金局限洋盆闭合后,陆-陆或弧-陆碰撞造山的产物。     

可持续农业景观生态规划与设计

根据景观生态学格局与过程原理,以ＧＩＳ技术为支撑,在闽东南沿系地区进行景观尺度上的农业土地景观生态类与景观单元空间格局的优化配置。并对生产性景观单元进行了土地利用模式设计,以形成高效的农业土地利用模式。试验结果表明农业景观生态规律与设计有助于实现土地可持续利用与农业可持续发展．     

珠三角北部一次暖区强降水过程中的地形作用

基于ERA5再分析资料、广东省风廓线雷达、雷达拼图产品和实况观测数据,分析了2020年6月7日夜间—8日珠三角（珠江三角洲）北部暖区强降水过程中主雨带与南岭南部地形走势一致的原因,阐释地形对此次强降水的触发和维持作用。结果表明：（1）此次过程发生在典型的暖区暴雨环流特征的背景下,主要影响系统为对流层中层弱短波槽扰动、低空急流和边界层急流脉冲等;（2）雷达回波表现为团状结构,多以对流单体形态生消,伴随明显的“列车效应”现象,但3个不同发展阶段内回波的持续时间、强度,以及触发地、传播和移动方向等均存在差异;（3）由于边界层西南（偏南）风增强和地形作用,新的对流单体在珠江口附近和珠三角西北侧被触发,同时由于南岭南侧地形对边界层暖湿气流的阻挡和拦截等作用,使得气流在珠三角北部形成明显的辐合抬升,造成该区域内对流单体移速减慢和汇聚,增强了降水强度;（4）强降水长时间的持续与海陆热力差异、冷池和边界层暖湿气流增强等引起的地面露点锋和中尺度辐合线有关。露点锋为强降水的发展和维持提供了热力不稳定条件,地面辐合线加强了对流层底层气流的辐合抬升,进一步增强了强降水区的降水强度。研究结果有助于认识珠三角北部...     

岛礁海域工程勘察施工难点和对策

从岛礁海域勘察施工影响因素出发,针对海滩、水下岸坡和浅海带不同地貌类型和地质条件分析了各地貌带的钻探施工难点和相应可采用的钻场类型,提出了对策措施,并介绍了西堠门大桥和岱山某工程海域勘察施工实践与成效。     

Development of 1km-Scale Operational Model in South China

To support short-range weather forecast, a high-resolution model (1km) is developed and technicallyupgraded in the South China Regional Center, including the improvement of the 3D reference scheme and predictor-corrector method for Semi-Implicit and Semi-Lagrangian (SISL) in model dynamical core, as well as the improvementof physical parameterization. Furthermore, the multi-process parallel I/O and parallel nudging techniques are developedand have facilitated rapid updating in the assimilation prediction system and fast-output post processing process. Theexperimental results show that the improved 3D reference scheme and upgraded physic schemes can effectively improvethe prediction accuracy and stability with a longer integration time step. The batch test shows that the precipitationforecast performance of 1-km model is significantly better than that of 3-km model. The 1-km model is in operation withrapidly updating cycle at 12-minute intervals, which can be applied to short-range forecast and nowcasting application.     

应用于强对流天气预报的模式探空产品

仿照实测探空,根据数值模式站点预报的气象要素设计了包含十种常用稳定度指数的斜T-InP模式探空图。在综合评估的基础上,设计了一种模式探空的订正和产品的形成方法,并制作产品显示系统,它可以方便地提供地面站点模式探空和交互式模式探空的图形产品。模式探空产品的统计评估和具体强对流天气的个例分析中表明,模式探空产品对强对流天气预报有帮助。     

延川南地区深部煤层气U型水平井压裂参数优化设计

鄂尔多斯盆地东缘煤层气田具有高储低渗的特点,为提高深部煤层气单井产量,基于区域构造特征、煤层厚度、含气量及水文地质特征,从优化U型水平井压裂参数的角度,对水平井及其压裂参数进行设计。通过数值模拟对影响水平井产量的水平段长度、压裂缝等主要因素进行研究。结果表明：不考虑摩阻情况下,煤层气产量随水平段长度增加而增加,当水平段超过800m后,由于阻力作用,水平段长度每增加100m,产气量降低10%;压裂缝条数和半缝长对产气量影响较大,最佳的压裂缝条数为4~5条,最佳半缝长为80~120m;裂缝间距和裂缝渗透率对煤层气产量影响不大。依据数值模拟的最优参数对该区煤层气井S1进行压裂,在相同条件下,煤层气产量比未压裂的S2井提高了10倍以上。     

加密探空资料在华南暴雨数值预报的应用试验

应用逐时同化预报系统CHAF进行加密探空资料同化试验,比较了同化加密探空资料与仅同化常规探空资料所得同化分析场和模式预报结果的差异.同化加密探空资料所得分析场水汽的均方根误差减小,水汽条件和大气环流形势与实况更接近.以加密同化探空资料所得分析场为模式初始场进行预报,雨区的分布和降水量级都较控制试验有改善.分析模式预报改...     

两种雨滴谱仪观测对比及对雷达降水估测精度影响研究北大核心CSCD

利用广东龙门、新丰和佛冈布设的二维视频雨滴谱仪(2D-video-disdrometer,2DVD)和HY-P1000激光雨滴谱仪观测资料,分析了相同地点和相同时间两类雨滴谱仪降水滴谱观测和降水反演精度的差异。根据收集的2018年和2019年的雨滴谱观测数据,拟合了双偏振雷达定量降水估测基本关系式,并应用于S波段双偏振雷达(CINRAD/SAD)定量降水估测(quantitive precipitation estimation,QPE)优化组合方案中。结果表明:较HY-P1000雨滴谱仪而言,2DVD可观测到更多的1 mm以下的小粒子降水,但观测到的大于3.5 mm的雨滴数明显少于HY-P1000雨滴谱仪;对比由2DVD和HY-P1000观测数据计算得到的双偏振参数与CINRAD-SAD 0.5°仰角观测得到的双偏振参数,发现参数间均存在一定的差别,其中差分反射率因子差别相对较大;此外,利用2DVD观测数据可整体提升双偏振雷达QPE精度,对中雨及以下量级精度提升尤为明显。