Improving the treatment of the vertical snow burial fraction over short vegetation in the NCAR CLM3

One deficiency of the NCAR Community Land Model (CLM3) is the disappearance of the simulated snow even in the middle of winter over a boreal grassland site due to unrealistically modeled high downward turbulent fluxes. This is caused by the inappropriate treatment of the vertical snow burial fraction for short vegetation. A new snow burial fraction formulation for short vegetation is then proposed and validated using in situ observations. This modification in the CLM3 largely removes the unrealistic surface turbulent fluxes, leading to a more reasonable snowmelt process, and improves the snow water equivalent (SWE) simulation. Moreover, global offline simulations show that the proposed formulation decreases sensible and latent heat fluxes as well as the ground temperature during the snowmelt season over short vegetation dominant regions. Correspondingly, the SWE is enhanced, leading to the increase in snowmelt-induced runoff during the same period. Furthermore, sensitivity tests indicate that these improvements are insensitive to the exact functional form or parameter values in the proposed formulation.     

基于Hadoop的数值预报产品服务平台设计与实现

数值预报产品数据与日俱增,采用传统的关系型数据库对其进行存储和管理存在效率低和存储能力不足的问题。另外,基于文件的存储方式在数据存储处理、数据读取和算法计算等方面存在性能瓶颈。针对这一问题,基于Hadoop技术体系设计了分布式的数据存储模型,实现了数值预报产品数据的分布式存储和处理,开发了数值预报产品数据接入处理模块;并实现了基于Rest Web Service的获取数值预报产品要素场数据访问接口、时间序列数据访问接口、数据下载接口等业务应用接口。多业务用户的实际业务测试表明, 该平台在诸如数值预报产品气象数据处理和业务应用方面较传统技术架构具有一定优势。     

2011—2050年长江流域气候变化预估问题的探讨

利用长江流域1961—2008年观测气象资料,对IPCC 第四次评估报告中12个全球气候模式及所有模式集合平均进行比较验证,结果表明：MIUB_ECHO_G模式对该地区降水模拟能力较强,NCAR_CCSM3模式对温度模拟效果较好。进一步利用MIUB_ECHO_G模式和NCAR_CCSM3模式结果在SRES-A2、-A1B、-B1 3种排放情景下的降水和温度数据,分析2011—2050年3种排放情景下长江流域降水和温度变化特征。结果表明,2011—2050年长江流域降水变化趋势不明显,温度呈增加趋势,增幅在2℃内。     

基于WebGIS技术的人工增雨指挥系统

利用ArcGIS地理信息软件平台和计算机服务器硬件平台,结合当地人工影响天气业务的实际需求,研制完成了集省、市、县三级作业为一体、基于WebGIS技术的人工增雨指挥系统,实现了人工增雨作业指挥业务化。该系统充分利用了计算机网络、数据库、空地无线传输、GPS、GIS、手机短信等新技术并集成了雷达、卫星、自动站雨量、干旱指数、数值预报等气象产品,利用IE浏览器即可实现实时指挥飞机、地面增雨作业,着重对人工增雨作业指挥系统的设计思路、系统构成、软件功能及数据库设计等内容进行介绍。     

模拟雷电流冲击金属材料的金相组织分析

金相组织分析是雷电灾害鉴定的重要方法之一.通过模拟雷电流冲击的不同金属材料试验,并对其冲击材料进行金相组织分析,重点从材料微观结构变化研究雷电流对金属材料的影响.结果表明:模拟雷电流冲击后的金属材料其金相组织结构发生明显变化(缺陷增多);不同金属材料冲击后内部金相组织结构变化有明显差异;相同材质的金属材料冲击后,其金相组织结构变化幅度与其截面积大小成反比.     

全球二维大气化学模式和大气化学成分的数值模拟

建立了一个全球二维纬向平均化学模式,模式包括了从90°S到90°N,从地面到20 km高度的大气.模式中应用的流场来自根据加热率计算得到的剩余环流.模式化学部分包括34种大气成分、104个化学反应和光化学反应.其中,甲烷、一氧化碳和氮氧化物排放分为季节性和非季节性排放源,并将其参数化为时间和纬度的函数再应用到模式中去.按1990年的甲烷、一氧化碳和氮氧化物的的排放水平模拟得到了多种大气组成的分布,模拟结果与观测有较好的一致性.由于模式考虑了一氧化碳的季节变化,模拟得到的OH自由基分布更为合理.模式的建立为今后进一步研究大气微量成分的全球循环过程及其长期变化提供了有效的手段.     

大气海洋环境数值模拟中的若干计算问题

为了适应发展气候数值模拟和环境数值模拟的需要,综合介绍了与此密切有关的若干计算问题。首先,指出这类问题易于出现计算紊乱、非物理解和非线性计算不稳定,同时,简要介绍造成这些问题出现的三种机理：虚假频散、能量关系破坏和能谱的非线性转移。然后,把这类问题归结为一种“发展方程”,给出了与此有关的几个定理,阐述了计算稳定性、能量守恒性和算子非负性之间的密切关系。接着,分别介绍了多种完全平方守恒的差分格式的构造方法,其中包括隐式的和显式的完全平方守恒的差分格式,高时间精度和高阶紧致的完全平方守恒的差分格式,同时也给出若干具体算例说明这些格式的计算效果。最后,对全文作了小结,并指出今后应进一步研究的若干重要问题。     

江苏省流域面雨量气候特征及与雨涝关系的探讨

本文较为详细地分析了1961-2000年汛期5～9月江苏省四大流域面雨量年际、月际变化特征及面雨量的空间分布特征，提出了面雨量异常指数的定义，进行了极值分析，并分析了1980-2000年江苏省内涝对应的面雨量极值、面雨量距平。统计结果表明，强降水面雨量能较好的表征洪涝程度，为今后进一步研究流域面雨量致灾预测打下了基础。     

“2004．6”湘西北低空急流暴雨的中尺度分析

利用常规观测、T213、雷达和MM5中尺度模式输出资料对2004年6月23—24日湘西北地区的暴雨和大暴雨进行了天气动力学和中尺度分析。结果表明：这场暴雨是在有利的天气背景条件下产生的，造成强降水的雨团在时空尺度上具有中尺度系统的特征，中尺度辐合线和低空急流为降水发生提供了有利的触发条件。     

湖南省三级天气预报会商辅助系统的设计与实现

针对天气预报会商业务,基于VB、Fortran90、Perl、C#、Bash shell综合编程技术和Curl、NCL、Surfer外部程序包,设计和开发了湖南省三级天气预报会商辅助系统,从技术上实现了天气预报会商气象信息产品的优化,和湖南各级会商发言PPT制作与传输的快速化、自动化;为增强湖南天气预报技术、思路交流,和提高全省各级天气会商质量和预报质量,提供了有效的业务技术支持。