四维变分同化方法在暴雨预报中的应用

本文利用PSU/NCAR的MM5数值预报模式及其伴随模式,以我国1999年6月23日~6月24日的一次梅雨锋暴雨过程为个例,作了两组试验:控制试验和同化试验,并对两组试验的降水预报效果以及初始场进行对比分析,结果表明:四维变分资料同化方法可以将各种不同类型、不同时次的观测资料同化到模式中,将这些资料中有用的中尺度信息引入到模式初始场,有效改善初始场,从而提高暴雨预报水平。     

基于最优化相关分析的油菜开花期预报模型研究

为了最大限度地满足政府举办特色农业旅游的需求,以高淳为例,研究分析了高淳油菜农业气象观测数据,发现油菜开花期与t≥3 ℃的有效积温呈极显著相关关系;进而利用最优化相关分析法,筛选出影响油菜开花期的最佳建模因子,创建了开花期气象中期预测模型以及基于环流和海面温度的开花期长期预测模型,均达到α＝0.001显著水平,预报时效可提前10～30 d;经检验,三种模型的历史拟合结果和三年试报效果较好;在此基础上,试用了三种模型的复相关系数作为加权系数进行加权平均,综合集成预报效果更佳。油菜开花期预报将对公众踏青赏花和政府招商引资具有现实的意义,同时预报思路可为其他作物花期预报研究提供借鉴。     

国家级矿产实物地质资料的筛选和管理意义

国家级矿产实物地质资料是反映中国矿产资源成矿特点、展现全国矿产勘查与科技工作水平的实物地质资料。国家级矿产实物地质资料由国家实物库永久收藏管理，因此实物地质资料需要筛选。筛选包含2层含义，一是矿床的筛选，即具有典型性、代表性、特殊性的矿床；二是钻孔实物的筛选，即入选矿床最具有代表性的钻孔岩矿心。笔者对2层含义的筛选分别进行了阐述并制定了筛选依据和工作方法，使国家级矿产实物地质资料的筛选有章可循，具可操作性。最后，对全国矿产实物地质资料的管理提出了建议。     

贵州省第四纪河流阶地沉积分析

本文根据贵州河流阶地发育的情况,各级阶地沉积特征、形成时间、气候和贵州新构造活动等因素,将贵州河流阶地演化分为四个阶段进行讨论。同时,与青藏高原隆升时代进行了对比分析,提出贵州河流阶地形成与青藏高原隆升有密切的联系;同时根据其河流阶地的演化,提出贵州的河流阶地成因模式为构造-气候旋回模式。     

江西闪电特征海拔高度影响分析

利用2004—2015年江西省闪电定位系统监测的地闪资料,通过数理统计、线性回归等方法,重点分析不同海拔高度变化对江西闪电特征的影响,分析结果表明:(1)江西省闪电主要发生在海拔高度0~500m的平原、丘陵(占地总面积7.4×104km~2)和小起伏山地(总面积6.1×104km~2),占总闪电次数的83.5%,其中91.0%的正闪电发生在这些地区;(2)闪电密度大小随海拔高度的增加而减小,而且在不同的海拔高度其变化率不同。正负闪电平均强度随海拔高度的增加而增强,且其变化率在各海拔高度区段内不同,正闪电的变化比较明显,负闪电的变化幅度相对正闪电比较小;(3)江西省多雷区所占比例最大,强雷区基本上分布在江西南部,多雷区和强雷区大部分是地处0~500m的平原、丘陵和小起伏山地;在500~2200m的山区里,大部分地区为少雷区。     

ON TEMPERATURE CHANGES OF SHANGHAI AND URBANIZATION IMPACTS

To understand how temperature varies in urban Shanghai under the background of global climate change and how it is affected by urbanization, the Shanghai temperature responses to global warming were analyzed, and then the temperature trends of urban and suburb stations under different climatic backgrounds were obtained. The urbanization effects on temperature were studied by comparing urban stations to suburb stations, the relationship between urbanization variables and temperature components were obtained, and observation data of surface and high level were combined to assess the contribution of urbanization effect. In the last part of the paper, the cause of urbanization effects on temperature was discussed. The results indicated: The long term change trend of Shanghai annual mean temperature is 1.31/100a from 1873 to 2004, the periods of 1921 – 1948 and 1979 – 2004 are warmer, and the 1979 – 2004 period is the warmest; compared to suburb stations, the representative urban station has slower decreases in the cool period and faster increases in the warm one; the urban and suburb temperatures have distinct differences resulting from urbanization and the differences are increasing by the year, with the difference of mean temperature and minimum temperature being the greatest in fall and that of maximum temperature being the largest in summer between the urban and suburban areas. The urbanization process accelerates the warming speed, with the minimum temperature being the most obvious; the urbanization effect contributes a 0.4°C increase in 1980s and 1.1°C in 1990s to the annual mean temperature.     

地面雨滴谱观测的图像自动识别方法

该文介绍了地面雨滴谱观测方法的研究, 通过增大取样面积、增加辅助观测手段, 改进了传统的滤纸取样法, 设计出图像自动识别软件应用到雨滴谱资料的处理中, 这种方法不仅可以增加观测的样本数, 以获得稳定的雨滴谱资料, 而且有利于资料的相互配合与分析。对其图像的位置变化、形状改变、滴谱重叠等情况进行验证以及对计算结果进行误差分析, 雨滴谱资料中的单个滴谱图像位置变化和形状变化对图像识别后的结果没有影响, 自动图像处理程序运行结果稳定可靠。程序在处理不粘连的滴谱资料时敏感性较好, 对于大滴溅散而形成的很多溅散滴时, 会处理成很多单独的小雨滴, 同时也说明无法解决溅散问题。在雨滴重叠问题上该程序智能程度不高, 不能真正鉴别是否存在重叠现象, 无法将重叠的雨滴分离开来, 往往会将重叠在一起的雨滴视为一个滴, 从而带来观测雨滴数量减少的现象。从雨滴谱资料处理误差分析上看, 斑迹直径在3~18 mm时相对误差小于6%, 对于直径小于4 mm雨滴误差完全控制在6%以内, 且在处理小滴时误差更小。该方法在地面雨滴谱观测及资料处理中准确度高、性能稳定、实用性强, 为雨滴谱资料的处理分析提供了一个新的思路, 可以应用到实际工作中。     

风廓线下落速度在浙江冬季降水相态识别中的应用

利用浙江7部风廓线雷达探测资料,进行了不同相态降水粒子下落末速的数据分析,统计得到不同降水相态的下落速度阈值,液态降水粒子的下降速度为1.8~6.0 m·s~(-1),固体降水在0.1~1.8 m·s~(-1)。同时对浙江省2011—2014年4年冬季8次雨雪转化过程中的探空资料和地面降水观测资料进行分析,得到最适合浙江省冬季降水相态识别判据是2 m温度、1000 hPa温度、0℃层高度和850和1000 hPa高度差。通过计算各指标的空报率、漏报率和TS评分,得到了最佳阈值,预报雨和雪最佳阈值的TS评分都可达到0.8以上。对雨夹雪的判断,需结合中层暖层指标,可以使判别准确率明显提高。     

基于扩张观测器的航天器无速度旋量信息姿轨一体化控制

针对在轨飞行期间无法精确获得速度信息（角速度与质心速度）的情况,设计了基于扩张状态观测器的航天器姿轨一体化控制器.首先给出了基于对偶四元数的航天器姿轨一体运动学与动力学模型;然后针对速度旋量信息缺失的情形并考虑模型参数误差与外界扰动设计了扩张状态观测器,并利用Lyapunov稳定性定理分析观测误差的有限时间收敛性;最后基于该扩张观测器设计航天器姿轨一体快速终端滑模控制器,分析该控制系统的有限时间收敛性,并进行数值仿真验证.     

Variational data assimilation experiments of mei-yu front rainstorms in China

The numerical forecasts of mei-yu front rainstorms in China has been an important issue. The intensity and pattern of the frontal rainfall are greatly influenced by the initial fields of the numerical model. The 4-dimensional variational data assimilation technology (4DVAR) can effectively assimilate all kinds of observed data, including rainfall data at the observed stations, so that the initial fields and the precipitation forecast can both be greatly improved. The non-hydrostatic meso-scale model (MM5) and its adjoint model are used to study the development of the mei-yu front rainstorm from 1200 UTC 25 June to 0600 UTC 26 June 1999. By numerical simulation experiments and assimilation experiments, the T106 data and the observed 6-hour rainfall data are assimilated. The influences of many factors, such as the choice of the assimilated variables and the weighting coefficient, on the precipitation forecast results are studied. The numerical results show that 4DVAR is valuable and important to mei-yu front rainfall prediction.