WRF微物理方案对四川一次强降水模拟的影响

云物理过程是中尺度数值模式中最重要的非绝热加热物理过程之一,成云降雨过程发生以后通过感热、潜热和动量输送等反馈作用影响大尺度环流,并在决定大气温度、湿度场的垂直结构中起着关键作用,也是人们最为关心的降水预报的关键所在.因此在中尺度数值天气预报模式当中,更加准确的描述云物理过程将能够很大程度上提高模式预报降水能力.本文利用WRF模式,对2010年7月14 ～ 18日四川一次强降水过程进行了3组数值模拟实验,每组实验采用了不同的微物理参数化方案.方案的选取上主要采用了WRF模式3.0版本后加入的几种新方案,包括(1)WDM6方案(2)New Thompson方案(3)SBU-YLIN方案,在其他参数设置均相同的情况下,首先详细分析了在整个降水过程的各个阶段,3种方案下模式模拟结果与实况的差异,以及3种方案结果之间的差异.认为在降水初期,WDM6方案的模拟结果对比实况来看盆地东部降水中心偏南,而New Thompson方案和SBU-YLin方案模拟的雅安地区降水中心强度和范围都过大,但对于盆地东部的降水中心模拟较好,New Thompson方案对广元地区的降水模拟较实况偏弱.总体看来,New Thompson方案和SBU-YLin效果相当,WDM6略差.在大范围降水产生的时期,3种方案模拟的效果与实况都非常接近,只是各方案对乐山宜宾一线雨带的模拟都有不同程度的加强,使得这一线成了整个区域的最强的中心,其中SBU-YLin方案加强最大,New Thompson方案次之,而实际过程中这一时期最强中心还是在川东北一带.WDM6方案模拟降水强度与实况最为接近,但中心偏东.其中7月16日18时～17日06时是各方案模拟效果最好的一个时段.3种方案给出的的模拟结果相差并不大,较难得出哪种方案的结果最好的结论,但可以初步看出,对于本次降水量级的模拟来讲,WDM6方案模拟降水的量级较好,较少出现模拟过强的现象,而SBU-YLin方案通常模拟的降水中心强度都要大过实际;从降水落区上来看,SBU-YLin方案的表现较好,WDM6方案则有一定偏差.在这两方面New Thompson方案都介于以上两方案之间.最后初步分析了各方案模拟所得的水相参量,主要包括水汽、云水、云冰、雨、雪和霰粒子的混合比,认为造成各方案之间降水差异的原因,主要是各方案处理云水粒子的差别造成.     

水汽对梅雨期切变线大暴雨影响的数值试验

利用WRF （Weather Research Forecasting）中尺度数值模式对2010年7月12—13日梅雨期影响江苏的江淮切变线大暴雨过程进行数值试验,重点研究切变线南侧水汽强度、垂直厚度和输送位置变化对降水发生、发展的影响,并揭示湿位涡对江淮切变线降水的指示性。结果表明：对流层高层水汽对降水强度和雨带分布影响较小;中层水汽对整体雨带形态的维持起了重要作用;低层水汽强度的变化主要对大暴雨区域及大暴雨中心降水强度存在影响;而水汽输送位置离切变线越近越有利于暴雨的发生发展。同时,切变线南侧水汽变化对江淮切变线和西南风低空急流发生发展,以及相关高低空散度和上升运动也存在影响,切变线南侧水汽供应越充足、水汽强度越强、水汽柱愈深厚、输送位置离切变线越近,则高低空散度发展耦合愈充分,垂直上升运动愈旺盛,切变形势及切变线上低涡越活跃,相应的降水强度越强、雨带分布越宽阔连续。分析发现湿位涡（Moist Potential Vorticity,MPV）对江淮切变线降水有较好的指示性,且以正压项MPV1的影响和指示为主。MPV1负峰值的出现指示降水峰值出现,当MPV1 <-1.5 PVU时,切变线附近有小时降水量大于20 mm的短时强降雨发生。在MPV1<0条件下,若︱MPV2︱>0.05 PVU且尤其当MPV2>0时,降水强度明显增强,而MPV1为负、MPV2为正维持时间越久、︱MPV1︱和︱MPV2︱峰值越大,则江淮切变线降水持续时间越久、强度越强。     

北极涛动对河南省冷暖变化的可能影响

利用Morlet小波对时间序列进行连续小波变换,采用交叉小波变换方法,分析河南省近55年温度与北极涛动指数之间的关系.结果表明,河南温度距平以及北极涛动指数序列中都存在着不同时间尺度的周期分量,并且各周期分量的强度不同,同时研究了河南温度距平与北极涛动指数之间2～4、8、16以及20～40年周期尺度的相关振荡及各尺度上的时频特征.     

超级集合预报在湖南地区的试验分析

基于TIGGE集合预报资料分析评估了欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)、美国国家环境预报中心(NCEP)、中国气象局(CMA)4个模式系统在湖南2008年低温雨雪冰冻天气过程中的气温预报技巧,并对湖南地面气温和欧亚地区500 hPa天气形势进行了超级集合预报试验.结果表明,在湖南地区,ECMWF的预报效果最好,CMA的预报效果最差,并且ECMWF的168 h预报误差小于CMA的24 h预报误差.滑动训练期超级集合预报误差比较稳定,预报效果优于最好的单中心模式和固定训练期超级集合预报.对于24～ 72 h预报时效滑动窗口可选取50 d左右,而对于96 ～168 h预报时效的滑动窗口有必要选取2个月以上.此外,滑动训练期超级集合预报各时效对500 hPa天气形势的预报技巧都比单中心的预报技巧高,并且和实况资料相比,其预报效果也比较好.     

罕见的蓝色饵-纳透闪石研究

尽管角闪石在地壳中大量存在 ,但是蓝色钾 钠透闪石却是角闪石中的稀有品种。本文采用X射粉晶线衍射和晶胞参数计算 ,确定该矿物为蓝色的钾 钠透闪石 ,用电子探针 (EMPA)精确分析了它的化学成分 ,确定为钾 钠透闪石 ,而不是蓝色软玉 (即不是透闪石或阳起石 )。     

重庆秀山小茶园大塘坡组含锰岩系地球化学特征及地质意义

本文根据矿石特征和岩石地球化学特征分析了重庆秀山小茶园一带锰矿床含锰岩系的物质来源、沉积环境和成因。该含锰岩系赋存于南华系大塘坡组一段。元素地球化学特征表明,主成矿元素Mn与Al_2O_3、SiO_2呈明显负相关,与MgO、CaO呈明显正相关,Ag、As、Sb平均含量明显偏高,显示研究区含锰岩系为热水沉积成因;Co/Zn-(Co+Ni+Cu)图解、(Co+Ni+Mn)×10-Fe-Mn图解和Y×P_2O_5图解均显示该含锰岩系具有热水沉积的特征;HREE亏损,LREE富集,且Eu负异常的特征,以及δCe值,暗示该区锰矿形成于被动大陆边缘区;V/Cr和V/(V+Ni)值指示含锰岩系形成于厌氧和缺氧环境。     

广东汛期降水的时空分布特征

利用国家气候中心提供的1963～2002年广东地区23个台站的逐日降水量和NCEP／NCAR的再分析资料,分析了广东汛期降水主要时段（4～9月）的时空变化特征。结果表明：广东汛期降水量在近40年的时间里存在着微弱上升趋势,广东地区汛期降水存在较明显的年际变化特征;汛期降水量自南向北、由东到西北逐渐减少,并存在5个分区,即北部区、西南部区、中部区、西部区和东部区;广东地区全汛期和前、后汛期在EOF主要的模态变化上基本一致,而在其他模态的变化上与后汛期的变化更为接近。这是由于广东地区跨度大,地形对广东汛期降水空间分布的影响表现突出。     

融合三边测量和PDR的室内定位关键技术分析及应用

随着无线室内定位技术的发展,室内定位效果有了明显提升,但仅采用无线定位方法,定位点跳动频繁,定位效果较差,难以获取连续位置的准确定位。实际应用中不同的硬件平台也会影响具体定位方法的选择,通常需采用多种技术手段的组合以达到理想定位效果。本文基于微信公众平台的服务需要,提出了一种基于三边测量定位和步行者航位推算（PDR）融合的室内定位方法,通过地图信息匹配纠正定位结果,得到连续稳定的定位结果;并集成室内地图可视化技术,研发了一套基于微信平台的三维室内定位系统,在实际工程场景中进行应用,具有较好的定位效果。     

一种新的全球海量地形实时绘制算法

本文为实现全球海量地形数据的实时可视化,提出了一种新算法。算法不使用几何数据而是利用球面特征进行地形多分辨率模型初建,然后基于视锥与节点关系对初建结果进行扩展来得到完整的地形网格。此外设计了能消除具有复杂邻接关系的节点间裂缝的拼接方式,构造了简洁的方法消除GPU32位浮点精度导致的"wob-bling"现象。实现的算法在普通微机上平均漫游速度达每秒95帧以上。     

基于分层自适应部分模型的遥感图像飞机目标检测

提出一种基于分层自适应部分模型(HAPM,hierarchical adaptive part-based model)的目标检测方法,用于遥感图像的飞机目标检测。针对目前目标检测方法在子类型数目确定、模型多分辨率结构关系方面存在的不足,构造如下算法:首先构建一个扩展的Part-based Model模型;其次,分别从子类型的自适应选择、子类型的多层次建模和检测阶段加权距离变换的形变优化等方面对其进行改进;最后,HAPM算法充分考虑了模型的形变,同时结合多层次的建模思想使得目标的检测精度和算法适用性大大增强。用收集的10大国际机场的真实遥感图像数据进行实验验证,证明了算法的有效性。