秦皇岛市两次极端最低气温天气过程的对比分析

利用MICAPS资料和NCEP(1°×1°)再分析资料,对秦皇岛市2001年1月15日和2010年1月6日两次最低气温极值天气过程,从环流形势、物理量场的垂直结构、温度方程的平流项、垂直项与非绝热项等进行了综合对比分析。结果表明:两次过程环流形势基本相似,均自西北路径直接影响华北,冷平流由水平方向移动并在垂直方向下传;通过对局地温度变化中各项因子的定量估算,发现当空气干燥且从低到高空均为下沉气流时,下沉增温的影响不容忽视;2010年1月6日出现的最低气温极值主要是非绝热因子影响。2010年1月3—4日秦皇岛降暴雪,积雪深度在10 cm以上,2010年1月6日非绝热项为-0.907℃.h-1,2001年1月15日非绝热项为-0.301℃.h-1,下垫面性质的改变对局地气温的影响可为最低气温预报提供参考。     

不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的对比试验研究

由于适用于中长期集合预报的模式扰动技术在风暴尺度集合预报系统中的影响并不明确,为探究不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的效果,基于WRF模式设计了3组模式扰动方案:多物理扰动（MP）方案、随机物理倾向扰动（Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT）方案以及由MP方案与SPPT方案组合构建的一种新混合扰动（SPMP）方案。对2013年7月5—6日发生在江淮流域的一次强对流天气过程进行了数值模拟。结果表明:MP方案在积分前期的降水概率评分较高,对高层大气的扰动效果更为合理;SPPT方案主要作用于积分中后期,对大气低层及近地面的扰动效果最为理想,尤其是对于地面水汽场的模拟;SPMP方案能显著提高大气中高层各预报变量的离散度,降低均方根误差,提升集合成员的可信度,有效弥补降水预报评分在单独使用MP方案和SPPT方案不同积分时段的不足。在扰动水平传播方向上,SPMP方案的扰动形态主要受MP方案主导;垂直方向上,SPMP方案在低层的扰动形态与SPPT方案一致,在高层受MP方案控制。波谱能量分析表明3组方案的扰动能量随积分时间均有向大尺度传播的趋势,SPMP方案能有效补偿两种方案能量在各尺度的耗散。      

利用MODIS反演四川盆地地表温度与地面同步气温、地温观测值的相关性试验

通过对MODIS反演的地表温度与四川盆地自动气象站观测的准同步地面空气温度T_a和0 cm地温T_s的相关分析,结果表明:对于非均匀下垫面,卫星反演地表温度T_(LS)分别与T_a和T_s的相关系数稳定性都不好,不同卫星过境时间的相关系数差异很大。但(T_s-T_(LS))与(T_s-T_a)却有着既显著又稳定的线性相关,不同卫星过境时间的相关系数都达到0.8以上,具有良好的相关性。基于卫星反演地表温度和空气温度的地温统计模型,其标准误差为4.85℃。     

干对流调整对区域气候模拟效果的影响

利用干对流发生时大气层之间质量交换应满足守恒性原理, 改进了p-σ区域气候模式中的干对流调整方案。该方案同时调整温度、比湿和风场。利用1979~1995年NCEP/NCAR再分析资料月平均场作为初始场和侧边界强迫, 模拟1月和7月的气候特征,并用t检验和F检验方法检验敏感试验和控制试验模拟结果差异的显著性。结果表明, 无论是1月还是7月, 敏感试验与控制试验出现干对流调整的区域均一致, 但敏感试验各区域发生干对流调整的次数均比控制试验多。7月各个物理量场的差异均比1月显著。两试验模拟7月比湿场和降水量场的均值差异不明显, 而方差差异比较显著;温度场和风场的均值差异和方差差异均比较显著。敏感试验在20°N~35°N纬度带内对7月500 hPa风场的模拟有了比较明显的改进。在对7月总降水量场的模拟方面, 敏感试验在新疆北部、内蒙古中部呼和浩特一带、吉林东部以及湖北和广东地区有比较好的模拟效果, 基本消除了控制试验中的虚假大值区。     

A Polarized Radiative Transfer Model Based on Successive Order of Scattering

Based on Successive Order of Scattering approach, a full Vector Radiative Transfer model (SOSVRT) for vertically inhomogeneous plane-parallel media has been developed. To overcome computational burden of convergence, a simple approximation technique by truncating scattering orders with a geometry serial is used to reduce computational time. Analytical Fourier decomposition of phase matrix with three symmetry relationships and two mutual inverse operators has been implemented to further improve the computation efficiency. To improve the accuracy, a post-processing procedure is implemented to accurately interpolate the Stokes vector at arbitrary angles. Comparisons with the benchmarks for an atmosphere of randomly orientated oblate spheroids show excellent agreement for each stokes parameter (within 0.1%). SOSVRT has been tested for different atmospheric condition against RT3, which is based on doubling-adding method, the results approve that SOSVRT is accurate and much more efficient in vector radiative transfer modeling, especially for optical thin atmosphere, which is the most cases in polarized radiative transfer simulation. SOSVRT is written in fortran 90 and the code is freely accessible by contacting the author.     

云微物理方案参数扰动对华北“7.20”暴雨的集合预报试验

基于WRF v4.0模式,选择Lin方案降水粒子(雨、雪和霰)谱截断参数和霰密度,在对流尺度下对“7.20”华北特大暴雨进行参数扰动集合预报试验。按照参数序列依次设置单/双/多截断参数组合、四参数组合和霰参数组合,对比分析其对降水和大气变量的预报技巧,及扰动影响的敏感性。结果表明,四参数组合明显降低了大暴雨空报概率,有效提升了500～925 hPa经向风和近地面温度场的离散度技巧;随组合中参数的增多,扰动对预报的整体影响依次增强,多截断参数组合对中低层水汽场和近地面温度的预报技巧均有所改善;其他组合存在离散度/降水预报负技巧等问题,四参数和多截断参数组合是更好的对流尺度云微物理方案参数扰动选择。     

江苏淤泥质海岸入海河道闸下淤积研究

通过建立ARIMA模型,分析了江苏淤泥质海岸四条入海河道(射阳河、新洋港、斗龙港和黄沙港)建闸后闸下河道的冲淤演变过程,预测闸下河道淤积量的变化情况。结果表明,射阳河闸下淤积量将会持续增加,到2010年预计量可达2.47×107m3,淤积量为四条河中最大;黄沙港和斗龙港有波动上升的趋势,但无射阳河明显,淤积量有小幅度增加;新洋港变化不大,已达到冲淤平衡的状态。     

滇黔北昭通示范区龙马溪组页岩气资源潜力评价

研究区位于滇黔北坳陷威信凹陷的中西部区域——川南低陡褶皱带南缘带,本文利用钻井、野外露头、区域地质等资料,对研究区龙马溪组页岩气基本地质特征进行了分析,并采用体积法对页岩气资源量进行了评价。研究成果表明,区内龙马溪组下段暗色页岩有机质含量及成熟度较高,有机质类型偏腐泥型;岩石脆性矿物含量高,物性一般,总含气量中等,总体与长宁、威远等邻区同层位产气页岩较为相似,并与北美主要产气页岩具有一定可比性。初步估算研究区龙马溪组页岩气资源量24871.8×10~8m~3,展现出良好的勘探前景,但受储层发育、保存条件等影响,页岩气资源分布严重不均,纵向上质量较好的页岩气资源主要集中在龙马溪组底部第1小层,平面上主要分布于研究区北部的川南低陡褶皱带内,该区内保存条件好的宽缓复向斜带和箱状背斜构造带是下步勘探的有利区。     

山地河流的河相关系及其变化趋势——以怒江、澜沧江和金沙江云南河段为例

河相关系理论迄今总是应用于冲积河流的研究中并取得了很好的效果,但尚未应用在非冲积性山地河流的研究中。河相关系理论是否适用于非冲积性河流的研究？该研究选取滇西山地河流,以怒江道街坝、澜沧江旧州和景洪、以及金沙江石鼓4个水文站的历年实测水文资料为基础,探讨了上述4站有水文资料记载时段的历年及多年的流量～河宽、流量～水深、流量～流速关系,揭示其年际变化特征。结果显示,河相关系理论在研究非冲积性河流当中同样存在很好的效果,表明山地非冲积性河流与冲积河流在河道演变中遵循类似的规律。研究区北段从西部的怒江到中部的澜沧江,再到东部的金沙江,其河相关系的年际变化幅度逐渐减小,与它们受到构造抬升的影响减弱相适应。澜沧江河相关系的年际变化在北部相对不明显,在南部则相对显著,这与其南北两段的地貌分异有关,也与中下游的大坝建设等人类活动引起南部河床的冲淤强度的增大有关。系数积及指数和表明,山地河流由于受到基岩边界的影响,其流水断面的调整中河宽、水深和流速之间的协调能力比冲积性河流的小。另外,建立了流水断面宽深比与流量之间的河相关系式,丰富了河相关系的研究内容,并在研究区不同河流、不同河段的流量预测或断面形态预测中具有重要的意义。     

利用SPOT卫星影像进行1:1万DLG更新的设计与研究

通过纠正SPOT遥感影像的方法,快速更新1∶1万地图数据,并通过多种检测手段得出更新后的地图数据的精度。