分辨率对区域气候极端事件模拟的影响

利用NCAR MM5V3对1999年6月长江流域的极端异常降水事件进行了模拟,主要研究不同水平和垂直分辨率对极端区域气候事件模拟的影响。数值模拟试验表明:模式能够模拟出极端强降水的主要分布特征;水平分辨率的提高降低了模式模拟的强降水偏差,对逐日降水变化的模拟更加合理,而垂直分辨率的提高基本上也都减小了模拟的强降水过程的偏差,改善对强降水的模拟能力;模式水平、垂直分辨率的提高在一定程度上增强了对强降水过程的模拟能力。水平分辨率的提高能够改善模式对海平面气压的模拟,而垂直分辨率的提高可以改善模式模拟的地面气温和低层环流。分辨率对中层大气环流的影响不是很敏感。不同积云对流参数化方案模拟的对流降水比率随水平分辨率的变化是不同的,Grell方案对流降水比例随分辨率的提高而增加,而Kain-Fritsch方案的结果相反。     

全球资料同化中误差协方差三维结构的准确估计与应用Ⅰ:观测空间协方差的准确估计

观测误差与背景误差协方差在四维资料同化和业务资料分析系统中起到决定性作用,它决定着观测信息与背景初猜值信息的相对重要性以及这些信息在空间及不同变量间的扩展方式。由于实际大气的真值并不知道,需要发展不同的技巧来估计观测误差与背景误差协方差,其中在观测空间利用观测与背景初猜值之差来分离观测误差与背景误差协方差的方法估计出的结果较为准确,其估计出的观测误差可直接用于资料分析系统中,背景误差可作为标尺来度量其他方法估计结果的可靠性。文章采用国家气象中心T213L31全球中期分析预报系统的6 h预报作为背景初猜场及同时段冬夏两个季节的北半球探空,利用贝塞尔函数拟合方法来分离观测误差与背景误差协方差,并比较了东亚区、北美区、欧洲区3个探空资料均匀密集区的区域与季节变化结果。结果表明,观测空间拟合方法所要求的水平均质、各向同性在欧洲区和北美区成立程度较好,在东亚区略差,使用时需要斟酌。此外均方差区域间差别较大,在冬季明显大于夏季,温度场偏大0.2 K,风场偏大0.9 m/s。温度场在400 hPa以下与150 hPa以上,背景误差略小于观测误差,而在200—300 hPa,背景误差略大一些。风场的特点与温度场比较一致。温度与风场背景误差主要集中在前40波,并在20波左右达到最大,水平相关季节区域差别不大,而温度垂直相关比风场窄,两者相关范围比较大的波数主要集中在前20波。此外利用贝塞尔函数拟合方法获得结果的分析表明,在质量场中不同区域季节间温度误差的稳定性要明显好于高度场,涡度散度的稳定性要明显好于流函数和势函数,特别是对于特征长度更为明显。这表明利用贝塞尔函数拟合方法获得的结果对校准在全球资料同化中采用温度、涡度散度作为资料同化的分析变量具有一定的优势。     

全球资料同化中误差协方差三维结构的准确估计与应用Ⅱ:背景误差协方差调整与数值试验分析

利用NMC方法针对背景误差协方差的方差、三维相关与特征长度来揭示T213L31模式的误差主要特点,并与传统更新矢量方法的计算结果进行了对比与调整。结果表明NMC方法结果与更新矢量方法结果在大体特征上基本吻合,但细节上的差异不可忽视,特别是对背景误差方差与特征长度的估计存在显著的差异,其主要原因是NMC方法倾向于高估天气尺度波的背景误差,而低估次天气尺度到中尺度波的背景误差。通过对背景误差方差、特征长度的调整,显著改善了背景误差功率谱的分布特点,使得NMC方法结果与更新矢量方法结果更为吻合。通过三维变分同化与最优插值中观测与背景误差相对重要性的比较,发现两者结果基本一致,但三维变分同化在850 hPa以下的温度场和300 hPa以上的风场统计结果都表现出背景误差相对于观测误差偏小的特点。背景误差相对于观测误差偏小有助于保证分析场中质量场与风场平衡,消除了大气底层和高层质量场与风场不匹配现象。在数值试验中,针对不同的背景误差均方差与特征长度的特点,分析了分析增量和预报效果的差异,结果表明,准确的背景误差估计与优化工作改善了预报效果,使得北半球三维变分同化的120 h预报效果整体好于现有最优插值。     

华北盛夏暴雨过程的能量特征分析

本文利用实况资料和T213输出资料,对发生在2005年8月16日～17日的华北暴雨过程进行了能量学特征分析,结果表明:暴雨前24h～36h,对流层上下层有暖湿空气同时发展,是暴雨发生的重要动力机制;强的干、湿静力能锋区稳定维持是这次大范围暴雨产生的能量基础,中低层湿静力能差值大于0,且数值很大,说明对流不稳定层结很强,暴雨发生在高能、高不稳定度的条件下;水汽的充足补给作用,是这次暴雨过程能量转换的基础。     

Research on Autonomous Orbit Determination of Navigation Satellite Based on Crosslink Range and Orientation Parameters Constraining

Introduction Thepotentialvulnerabilityofsatellitenaviga tionsystemthatreliesongroundstationsisthat thesystemwouldbreakdownifgroundstations weredestroyed,whichcannotmeettherequire mentofnavigationwarfare[1].Withthedevelop mentofsuchspace basedsystemsasgrou…     

基于BP神经网络的GPS导航算法

GPS导航解算中常用最小二乘算法。随着高动态用户需求精度的不断提高，且由于线性化忽略高次项，初始值精度低以及差分后剩余或放大误差的存在。导航解精度很难满足高动态用户的需求。为此，本文基于BP神经网络的非线性逼近性能。给出了基于BP神经网络的GPS导航算法。实测数据计算结果表明该算法能够真实地反映载体运动轨迹，其导航解的精度和可靠性有明显的提高。     

郑州地磁台数字化与模拟资料的对比分析

选取郑州台2002年地磁相对观测D、Z分量资料,对同期数字化和模拟观测数据采用日变形态、趋势分析、差值分析、极值时间等方法作对比分析。结果表明:两种观测一致性较好,说明数字化仪器观测的数据是可靠的,用来代替模拟仪器是可行的,但因数字化仪器还存在观测数据突跳的问题,尚需作进一步的改进和完善。     

利用卫星光谱分析技术进行断层逸出气体监测

在不少震例中,临震前地壳出现气体异常,震前地下岩石受力产生裂隙,隐藏在地层中的CO2、CH4等温室气体逸出地表或水面。利用卫星光谱分析技术对断层逸出气体组分含量和总量进行监测,筛选出能够反应地震孕育过程中地下逸出气体异常演化特征的参数,建立地震短期预测的动态演化方法。对于认识震前地表气体异常机理,了解流体震兆的演变规律与这些气体异常的动态关系,改善卫星遥感地震预测,是很必要的。     

煤层陷落柱高分辨率地震探测技术

在华北、华东及西北地区近20多个煤田的石炭二叠系中，普遍存在着因煤系地层基底厚层灰岩古岩溶塌陷形成的煤层陷落柱，尤以山西省西山及汾河沿岸的煤田、河北省太行山中段的煤田更为普遍。煤层陷落柱发育形态分为圆锥形、筒形、斜塔形、不规则形等特点，应用高分辩地震勘探技术，根据陷落柱发育区反射波同相轴中断、扭曲、能量变弱、连续性变差、分叉合并或圈闭、产状突变等特征，可有效地探测其空间位置及形态。     

西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年

秦岭造山带商丹缝合带的西延部分在天水地区以出露的关子镇蛇绿岩为标志,该蛇绿岩的形成时代是探讨秦岭造山带构造格局与演化的关键.在室内外综合研究的基础上,从该蛇绿岩的辉长岩中精选锆石,通过锆石的CL显微图像进行锆石形态学研究,结合U、Th含量特征,证明本次用于定年的锆石为岩浆成因.辉长岩中的锆石LA-ICP-MS定年给出U-Pb年龄为471 Ma±1.4Ma(MSWD=1.03,2σ),代表了辉长岩的结晶时代,也限定了关子镇蛇绿岩的形成时代.结合已有的地质、地球化学研究成果,认为秦岭商丹古洋盆存在的时限至少可延续至470Ma.该年龄的确定为深入研究和认识秦岭造山带古生代的构造格局及其演化提供了新的证据.