基于极端梯度提升算法的西安市逐小时PM2.5浓度预报研究

利用西安市2016—2021年逐小时PM_2.5浓度监测数据和气象观测数据,基于极端梯度提升机器学习算法模型(extreme Gradient Boosting, XGBoost),选择气象因子和时间因子作为特征变量,对西安市逐小时PM_2.5浓度进行预报试验。结果表明：西安市PM_2.5浓度与平均气温和能见度显著负相关,冬季PM_2.5浓度与相对湿度和露点温度显著正相关,偏东风更易诱发重污染天气。西安市12月底至翌年1月初空气污染频发,但PM_2.5浓度总体逐年降低。冬季PM_2.5浓度的双峰形日变化最明显,最高值分别出现在凌晨和11时。西安市PM_2.5浓度变化存在“周末效应”。模型能够较为真实地反映PM_2.5浓度量级和演变趋势的变化,预报值与实况值之间的决定系数为0.77、平均绝对误差为12.79μg·m^-3、均方根误差为18.68μg·m^-3。模型秋冬季表现较为稳定,预报效果...     

基于新型探测资料对西安一次弱降水预报失误的原因分析

利用微波辐射计、激光测风雷达、多普勒雷达、相控阵雷达等新型探测资料、地面加密观测资料、ERA5再分析及多模式数值预报结果对2022年4月24日西安城区一次弱降水预报出现明显失误的原因进行分析,结果表明：(1)全球数值预报模式和中尺度数值预报模式对本次过程西安城区均报有明显降水,主要原因为模式对低层相对湿度预报明显偏大;(2)多种新型探测数据分析认为近地层湿度条件较差及中层的绝对水汽含量低,中层的干暖空气不利于成云致雨,垂直上升运动不强,且由于低层非常干燥,使水滴在下沉过程中蒸发,从而无法形成雨滴下落,这些原因共同造成西安城区无降水,低层相对湿度预报偏大是造成这次西安城区降水预报失误的主要原因之一;(3)造成西安城区近地层湿度条件差的原因是城市干热岛效应和低层干暖平流输送,且降水云团翻越秦岭后其湿空气绝热下沉至城区后出现增温降湿,使得城区形成较为深厚的干层,即使有雨滴在下落过程中也会造成更强的蒸发,这也是城区没有降水的重要原因之一;(4)预报员主观预报订正出现空报主要是源于对边界层水汽、抬升条件等关键降水要素缺乏订正能力,且对大城市的干热岛效应和秦岭山区地形影响研究不足。     

基于景观格局变化的海岸带生态风险评价——以辽宁省瓦房店市为例

文章利用RS和GIS技术手段对辽宁省瓦房店市1990—2015年的变迁过程进行监测,得出各历史时期的土地利用变化信息。将各类土地利用信息与景观生态学相结合,利用景观格局破碎度、景观分离度、景观优势度作为指标构建景观损失指数,并利用景观组分的面积比重构建海岸带生态风险指数。基于ArcGIS和Fragstats软件平台,通过空间采样和插值方法得到区域生态风险的空间分布,据此重构了瓦房店市1990—2015年的生态风险值变化过程。监测表明,1990—2015年期间,耕地、林地和滩涂呈减少趋势,水域和建设用地逐年增加,其他类型变化幅度不大。虽然耕地所占总面积比例由45.37%减少至37.23%,但一直是瓦房店最主要的景观。25年间瓦房店生态安全总体呈下降态势,1990—2015年6时段的生态风险年平均值分别为0.211 9、0.200 3、0.203 2、0.194 9、0.209 7和0.209 1。在时间维度,1990—2005年和2010—2015年生态安全度下降明显;在空间维度,瓦房店市海岸带的李官镇-三台满族乡和谢屯镇-炮台镇的生态风险度高,西杨乡、东岗镇和驼山乡生态风险由极高降为高或中,生态安全度有所提高。研究表明,人口和社会经济发展是影响瓦房店市景观格局变化的主要因素,该区域未来海岸带要实现可持续开发必须要进行科学的规划。     

极低频射电天文观测现状与未来发展

极低频(40 MHz)是现代天文观测一个十分重要的频段,通过极低频探测可以开展太阳爆发、恒星形成、星系演化、宇宙早期状态等重要研究。但是对于频率低于10~20MHz的信号而言,由于地球电离层的反射或严重失真影响,以及地球上存在低频无线电干扰源,无法对该频率范围内的信号进行探测研究。月亮背面是开展低频射电观测的一个独特的平台,相比于地球来说是一个得天独厚的理想环境。对具有代表性的极低频射电望远镜进行了调研,就极低频天文观测的科学意义、发展现状和相关技术做一个回顾性总结。在可预见的未来几年,我国嫦娥4号搭载的极低频射电频谱仪将是世界上最重要的低频观测设备之一,本文也对该设备进行了初步介绍。     

南美洲鳗鲡(Anguilla rostrata)的耗氧率(ROC)、窒息点(AP)和适温范围(RT)及对非离子氨(NIA)、NO2-的LC50和SC的研究

为研究南美洲鳗鲡(Anguillarostrata)的耗氧率及其对水温、低溶氧、非离子氨和亚硝酸盐耐受性,本研究采用自制的鱼类呼吸装置测定其耗氧率和窒息点,以黑仔鳗为试验材料,探索其对水温、非离子氨、亚硝酸盐耐受性。结果表明,南美洲鳗鲡耗氧率存在昼夜变化,其昼间耗氧率为(86.46±37.77)mg/(kgh),夜间耗氧率为(123.58±22.56)mg/(kgh),二者存在显著性差异(P0.05);在15—30°C范围内,耗氧率随温度升高逐渐增大,耗氧率和水温的回归方程y=–0.1316x2+9.4507x–13.712(R2=0.9993);南美洲鳗鲡的耗氧率随体质量增大而降低,耗氧量随体质量增加而增大,耗氧量和体重的回归方程为y=0.2321x0.8334(R2=0.9979);在水温25°C时其窒息点随鱼体质量的增大而降低,均重10g、40g和160g的鳗鲡窒息点溶解氧浓度分别为(0.98±0.25)、(0.46±0.06)和(0.32±0.02)mg/L;13—29°C为南美洲鳗鲡的适温范围,25—29°C为其生长适宜水温,在一定范围内的短时低水温或高水温环境对其损伤是可逆的;水中非离子氨对南美洲鳗鲡的LC50和SC分别为12.22mg/L和1.22mg/L,亚硝酸盐氮对南美洲鳗鲡的LC50和SC分别为61.68mg/L和6.17mg/L。     

夏季西太平洋暖池热含量对华西秋雨的影响及可能的物理机制

利用1971—2012年气象台站逐日资料,综合考虑降水量、降水日数及日照时数计算华西秋雨强度,结合不同深度海温资料,研究了华西秋雨强度与夏季西太平洋暖池热含量年际变化的联系,并讨论了其可能的物理机制。结果表明,前期夏季西太平洋暖池关键区(5°S—5°N,130°—160°E)热含量变化与华西秋雨强度有显著正相关关系,当前期关键区热含量偏高(低)时,华西秋雨强度较强(弱)。分析发现,当前期关键区热含量偏高时,其相对大气是一个异常热源,由于大气对其的响应,在热含量关键区西北侧中国南海—中南半岛附近生成了异常气旋式环流,其偏东偏南气流有利于向华西地区输送中低纬度洋面上大量暖湿水汽,并与北方的干冷空气在此交汇,同时,高层西风急流异常西伸,华西地区恰好位于急流入口区右侧的辐散区,这种高、低层有利的耦合形势使得秋雨偏强,反之亦然。      

级数解边界积分法及其在地震波散射问题中的应用

级数解边界积分法是利用相应的齐次微分方程的解完备系作权函数来建立边界积分方程。本文采用级数解边界积分法并选取傅氏级数作试函数求解SH波散射问题,并将计算结果同解析解或其它数值方法的解做了比较。结果表明,本文方法计算简单、精度较高而且节省机时。文中还提出了用傅氏级数拟合复杂边界的方法。