A Method of Initial Vortex Relocation and Numerical Simulation Experiments on Tropical Cyclone Track

Using the technique of smooth filtering and cylindrical filtering, the initial vortex circulation and large-scale environmental field were separated from the background field. Then the separated initial vortex circulation was translated and reinserted in the location where it was observed. This led to the determination of a method of initial vortex relocation. For seven tropical cyclones at 23 points of measurement time in the years of 2006 and 2007, two schemes, either directly adding a tropical cyclone bogus model in the background or adding it after the relocation of the initial vortex in the background field, were employed. Simulation experiments were compared. The results showed that the mean errors of the simulated tropical cyclone tracks at 24 and 48 hours were both smaller with the scheme of adding tropical cyclone bogus model after the relocation of the initial vortex in the background field. The relocation method of the initial vortex decreases the error caused by the deviation of the initial tropical cyclone location in tropical cyclone models. The relocation method is conducive to improving the track forecast of tropical cyclone models and has a good perspective for operational application.     

采用预报涡旋的初始化方案对2015年台风“莲花”、“灿鸿”的试验研究

提出了一种采用预报涡旋的初始化方案,用预报涡旋代替bogus模型参与构建模式初始场,采用权重形式合成预报涡旋和分析涡旋获取台风初始涡旋。针对2015年“莲花”和“灿鸿”台风,基于该初始化方案设计了一系列对比试验进行数值模拟,并对结果进行分析。结果表明:(1)该方案得到的台风初始涡旋结构比bogus模型合理;(2)预报涡旋权重不宜取太大;(3)从长时效预报效果看,采用24 h内预报涡旋比采用长时效预报涡旋台风的路径和强度误差减小;(4)采用同一权重方案对“莲花”、“灿鸿”预报的改进效果不同,其原因与预报涡旋和分析涡旋的协调程度有关。多台风情形下可在初步评估的基础上采用不同时效的预报涡旋和不同权重方案。      

INVESTIGATION ON EFFECTS OF INITIAL SCHEMES FOR BINARY TYPHOONS ROKE AND SONCA IN 2011

Based on the Tropical Region Atmospheric Modeling System for South China Sea (TRAMS), Typhoon Roke (1115) and Sonca (1116) in 2011 which have large forecast errors in numerical operation prediction, have been selected for research focusing on the initial scheme and its influence on forecast. The purpose is to find a clue for model improvement and enhance the performance of the typhoon model. Several initialization schemes have been designed and the corresponding experiments have been done for Typhoon Roke and Sonca. The results show that the forecast error of both typhoons’ track and intensity are less using the initial scheme of relocation and bogus just for the weak Typhoon Sonca, compared with using the scheme for both typhoons. By analysis the influence of the scheme on weak typhoon vortex circulation may be the reason that leads to the improvement. All weak typhoons in 2011 to 2012 are selected for tests. It comes to the conclusion that the initial scheme of relocation and bogus can reduce the error of track and intensity forecast. Besides, the height of cloud top in typhoon vortex constructed by bogus is too high according to weak typhoon. It is feasible to develop a bogus which is suitable for weak typhoon.     

华南地区中尺度模式预报的初值影响分析

基于GRAPES 3D-Vat同化系统，介绍了根据静力平衡关系由高度场的增量来计算温度场的增量的方法，并结合常规探空资料同化，针对影响华南地区的一次冷空气过程的个例，分析了常规观测资料对初始场的影响。采用GRAPES区域中尺度模式进行了控制试验和同化试验，观测资料的检验表明，资料同化对GRAPES中尺度模式预报有正面影响，初始时刻预报敏感性较大并且变化较快，靠近地面的低层预报敏感性较为复杂，常规探空资料对高层大气预报能力的提高相对于中低层较小。     

雷达反演水汽在华南前汛期短时临近降水预报应用试验

为了改善数值预报模式短时临近降水预报能力,采用雷达水汽反演同化方案来提高模式初始水汽场质量。以华南精细预报模式对2013年5月进行了冷启动、热启动和热启动加雷达水汽同化等3个对比试验,并进一步详细分析2013年5月8—9日广东西南部到珠三角地区强降雨过程,探讨雷达反演水汽对短时临近降水预报的影响作用。分析结果显示3个试验结果反映精细模式冷启动不利于1~6 h的降水预报,模式热启动能较好预报前6 h的降水,但对随后预报效果不佳。在热启动的基础上,考虑同化雷达反演的水汽后,不仅较好模拟前6 h的降水,也可以预报出6~12 h的降雨带变化趋势。     

川滇黔桂地区下、中三叠统层序划分、对比及层序地层格架

在对研究区不同相带内典型剖面详细观测、层序界面识别基础上,将区内下、中三叠统划分出六个三级层序,分别命名为S₁ ～S₆,其中下三叠统印度阶一个 (S₁ )、奥伦尼阶两个 (S₂ ～S₃),中三叠统安尼阶两个 (S₄～S₅)、拉丁阶一个 (S₆),从年代地层考虑早三叠延续时限为 3.9Ma,则S1 、S2 、S3层序延续的时限平均为 1.3Ma。中三叠统延续的时限为 6.1Ma,则S4、S5、S6 层序所延续的时限平均分别为 2.0 3Ma。按层序底面性质可分出 4个Ⅰ型层序 (S₂ 、S₃、S₄、S₅)和 2个Ⅱ型层序 (S₁ 、S₆),并进行了区域层序对比,进而建立了区内下、中三叠统层序地层格架模型,详细讨论了各层序的次级组成单元 (体系域 )的几何形态和相互关系随时间的迁移所发生的相应变化。     

海滩碎波带波能振荡的多尺度分析

对不同波况条件下实测的一岬间海滩碎波带两个测站的波面数据 ,通过小波变换方法计算了小波能谱 ,并作了显著性检验。结果表明 :( 1 )碎波带波能存在典型的多尺度振荡特性 ;( 2 )在正常波况下 ,波能主要分布于风浪频域 ,入射波自外测站向内测站传播过程中 ,能量具有向低频方向转移的趋势 ;( 3)在高能波况下 ,能量均向长重力波频带增加 ,在长重力波显著尺度 ,二测站之间存在良好的位相一致关系     

中国海相碳酸盐岩的储层类型、勘探领域及勘探战略

中国海相碳酸盐岩有效储层成因类型主要包括古风化壳岩溶储层、礁滩储层及层状白云岩储层三大类。陆上中—古生界盆地三类储层均有分布,海上第三系盆地主要发育礁滩储层。针对我国海相油气地质特别是陆上中—古生界油气成藏的复杂性,提出应该加强对勘探及认识程度相对较低的礁滩储层形成的原生岩性-成岩圈闭油气藏的研究与勘探工作。石灰岩古风化壳岩溶储层具有强烈的非均质性,白云岩储层的含油气性比较依赖于有效储盖组合及构造圈闭。鉴于我国海相油气资源潜力巨大、勘探程度较低,故应该加强海相油气资源特别是陆上主要盆地海相油气资源及南海油气资源的研究与勘探开发,尤其要加强层序地层及岩相古地理编图等基础油气地质研究工作。     

GRAPES_GFS中三维参考大气的研究:理论设计和理想试验

参考大气的选取对于半隐式半拉格朗日（Semi-Implicit Semi-Lagrangian,简称SISL）模式动力框架的计算精度至关重要。中国气象局数值预报中心自主研发的GRAPES_GFS（Global Regional Assimilation and PrEdiction System,Global Forecast System）采用基于等温大气构造的一维参考大气,该方法求解简单、易于实现,但无量纲气压和位势温度扰动量的数量级较大,降低空间计算精度的同时,由于非线性项较大,使得时间计算精度较低。借鉴近年来世界上各主要业务中心的数值模式框架搭建方法,拟在GRAPES_GFS的动力框架中引入不随时间变化且满足静力平衡的三维参考大气,使得积分过程中参考大气可以尽量地靠近模式大气,提高空间计算精度的同时,减小非线性项的数量级,进而提高时间积分的计算精度。本研究重新推导了引入三维参考大气之后模式动力学方程组的求解过程,通过若干个理想试验验证了理论方法以及代码实现的正确性,说明新的三维参考大气可以有效地提高模式动力框架的计算精度。      

高分辨地形对华南区域GRAPES模式地面要素预报影响的研究

华南区域GRAPES模式动力框架的更新使得高分辨地形数据能够进入模式。引入SRTM数据实现静态数据更新,结合模式内置数据,进行了批量模拟试验;通过站点检验方式,对批量试验结果进行对比,得出以下结论:对比业务使用的Topo10 m地形、Topo30 s地形、SRTM地形和基于SRTM多种插值方案得到的地形,海拔偏差的空间分布和分位数统计都有明显的改善,复杂地形区域的改善效果更显著。通过地面要素平均绝对误差(MAE)箱须图统计和模式西部站点绝对误差(AE)时间序列图对比分析,发现高分辨地形试验的2 m气温和10 m风速MAE和AE有大幅度的改善。高分辨地形对模式静态数据的改善是2 m气温和10 m风速MAE下降的主要原因,地形复杂区域对MAE改善的贡献高于模式其他区域。高分辨地形进入模式后会引起动力过程计算的虚假扰动,适当的滤波平滑能够抑制扰动,从而进一步提高预报精度。