2016年GRAPES_TYM改进及对台风预报影响

为了进一步提高国家气象中心区域模式台风数值预报系统（GRAPES_TYM）的预报能力,2016年对模式参考大气廓线以及涡旋初始化方案进行了改进:由模式初始场水平方向平均的一维参考大气代替原来的等温大气,涡旋初始化方案取消了原涡旋重定位并将涡旋强度调整半径由原来的12°减小到4°。对2014—2016年的生命史超过3 d的所有台风进行了回算,路径及近地面最大风速统计误差分析表明:参考大气的改进可以减小模式对台风预报路径预报的系统北偏和平均路径误差,尤其是140°E以东的转向台风。涡旋初始化方案中强度调整半径的减小会进一步减小模式预报路径的北偏趋势,从而进一步减小平均误差。同业务系统预报结果相比,改进后的GRAPES_TYM（包括参考大气和涡旋初始化）可以使平均路径误差分别减小10%（24 h）,12%（48 h）,16%（72 h）,14%（96 h）以及15%（120 h）。同美国NCEP全球模式路径预报相比,GRAPES_TYM在西行、西北行登陆我国的台风路径预报有一定优势。     

地震快速准确定位的系统解决方案及应用

论述了地震定位系统中所涉及的台站记录震相数据的筛选、地壳速度结构及遗传算法初始化参数的选择等技术改进思路,结合山东数字化虚拟测震台网的实际记录,研究了不同的速度结构和不同的定位方法对定位精度的影响.结果表明,选择遗传算法和华南速度模型,并合理选择震相数据,可保证利用较少的台站数据以较快的速度给出较高定位精度的地震基本参数.     

东北黑土地产能时空演变及其提升对策

东北黑土地产能变化的时空演化规律研究对于保护东北黑土地、保障国家粮食安全具有重要意义。基于MODIS-EVI数据,利用阈值法以作物最优生长时长(MAD)表征黑土地产能,揭示2010～2018年东北黑土地产能的时空演变及提升潜力。结果表明：(1)东北黑土地产能整体由中南向西北递减,以作物最优生长时长2～4级为主,种植集中区主要分布于松嫩平原东部及三江平原中西部地区;(2)东北黑土地产能2010～2018年总体表现为先上升后下降的趋势,70%左右的黑土地产能保持稳定,产能显著提升的黑土地占3.99%,产能显著下降的占24.88%;(3)东北黑土地产能提升潜力整体处于中等水平,空间上呈现“西高东低”状态,具有较大提升潜力的耕地较少。基于上述研究结果,参考黑土地保护的梨树模式、龙江模式,针对黑土地出现的“变薄、变瘦、变硬”等问题,提出了东北黑土地产能提升与保护的政策建议。     

淹水时长与盐度对桐花树胚胎萌根与生长发育过程的影响研究

潮位与盐度是影响桐花树幼苗生长发育的重要环境因子,在一定程度上决定桐花树胚胎能否成功着床与快速成苗。本文采用室内控制实验观测桐花树胚胎萌动期根系发育过程,进而探讨盐度、淹水时长、盐度−淹水时长交互作用对胚根萌发及生长的影响。结果表明：（1）模拟低低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎24 h/d培养处理组,桐花树胚胎无法萌根。模拟中低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎6 h/d + 浸泡胚根18 h/d培养处理组,胚胎平均萌根率最高,胚根最长。模拟高高潮位胚胎基部浸泡水体环境的浸泡胚根培养处理组,胚胎萌根率与平均萌根率最低,胚根数量最少。模拟高高潮位胚胎基部扎入潮滩环境的蛭石浅插培养处理组,胚根萌发最慢,萌根率最高,胚根最短、数量最多。（2）在盐度为0的环境中,培养13 d后胚根最长。在盐度为10的环境中,培养后的前11 d胚根最长、数量最多。在盐度为20的环境中,萌根率、平均萌根率以及胚根长度和数量明显偏低,胚根萌发与生长受到抑制。（3）淹水时长−盐度交互作用对桐花树胚根生长影响显著,若淹水时长、盐度处于桐花树胚胎萌根耐受范围内,淹水时长−盐度复合胁迫下胚胎依然能够正常萌根。人工培育桐花树幼苗,采用完全浸泡胚胎6 h/d + 浸泡胚根18 h/d,盐度为10培养胚根生长发育最优。研究结果可为潮间带桐花树幼苗人工培育与保护提供部分理论依据。     

年代际预测和耦合资料同化研究综述

年代际预测是近年来气候变化研究的一个迅速发展的新兴热点领域,其首要步骤是进行初始化,目的是为年代际预测提供包含观测变率信息的初值.发展效果好且省时的初始化方法是年代际预测的重大挑战之一,目前国际上主流的初始化方法是耦合资料同化,即在耦合模式框架下进行同化.在年代际预测时,由于模式偏差和初始化方法性能的限制会产生初始冲击问题.目前国际上的各模式机构普遍对北大西洋、热带东西太平洋和印度洋海表温度的年代际预测水平高,而对全球平均近地面气温和北太平洋海表温度的年代际预测水平相对较差.本文主要从初始化方法和年代际预测这两方面的研究现状进行全面回顾,指出存在的问题并讨论未来的发展趋势和挑战.

     

全球数值模式中的台风初始化Ⅰ: 方案设计

由于缺少大量有效的观测资料,台风初始化对数值天气预报业务模式而言,仍然是一个悬而 未决的难题。中国国家气象中心自从1996年将台风数值预报系统投入业务运行以来,一直使 用经验的人造bogus涡旋台风初始化技术。实际上,不同时期的台风有着不同的环流结构, 即使同一个台风在不同的生命期也具有不同的结构特征,而这些结构特征的差异并不能依靠 现有的bogus涡旋技术体现出来,这种主观方法的统一性与台风在时空上的差异性形成了强烈的反差。最近,基于国家气象中心全球资料分析同化 预报循环系统,设计和发展了一套新的 台风初始化业务方案,它主要由初始涡旋形成、涡旋重定位和涡旋调整3部分过程组成。相 比于业务中使用的人造bogus涡旋台风初始化方案,新方案在很大程度上减少了人为因素对台风涡旋结构的影响,而更多地是依靠数值模式自身的动力和物理过程来协调约束产生三维 空间的涡旋结构。应用新方案,文中对生成于西北太平洋的2006年0605号台风格美(Kaemi) 进行了数值试验,初步分析表明,新方案在实现台风涡旋环流结构的初始化方面效果较好, 同时,对台风格美多个时次的预报结果也显示,相比于业务使用的bogus方案而言,新方案 对台风路径平均预报误差有了大幅度的降低。     

JSCORS系统实时定位性能测试与分析

对典型观测条件下的初始化时间进行全面的测试和分析,对比分析JSCORS实时定位的内符合精度和外符合精度,另外,利用多日定位结果的比较进行系统的稳定性分析。测试结果表明,系统定位的稳定性良好,实际性能指标达到设计要求,大多数观测条件下优于设计精度。     

无初始化的GPS辅助空中三角测量

简要介绍了以航线为单元,通过相位平滑递推算法在航求解双差载波相位观测量整周相位模糊度,进而确定各摄站空间位置的无初始化GPS动态定位原理,对某测区一组实际航摄资料进行GPS数据处理和GPS辅助光束法区域网平差,证实所介绍的算法是正确的、有效的,所获取的GPS摄站坐标可满足空中三角测量的精度要求,并且用该数据与经初始化GPS动态定位获取的GPS摄站坐标数据进行GPS辅助光束法区域网平差的总体精度是完全一致的。     

长沙市连续运行参考站系统性能测试与数据分析

对长沙市连续运行参考站整个系统的性能进行了测试,并对测试数据进行了分析,给予了客观的评价。     

基于海气耦合环流模式的ENSO预测

Predictions of ENSO are described by using a coupled atmosphere-ocean general circulation model. The initial conditions are created by forcing the coupled system using SST anomalies in the tropical Pacific at the background of the coupled model climatology. A series of 24-month hindcasts for the period from November 1981 to December 1997 are carried out to validate the performance of the coupled system. Correlations of SST anomalies in the Nino3 region exceed 0.54 up to 15 months in advance and the rms errors are less than 0.9℃. The system is more skillful in predicting SST anomalies in the 1980s and less in the 1990s. The model skills are also seasonal-dependent, which are lower for the predictions starting from late autumn to winter and higher for those from spring to autumn in a year-time forecast length. The prediction, beginning from March, persists 8 months long with the correlation skill exceeding 0.6, which is important in predictions of summer rainfall in China. The predictions are succesful in many aspects for the 1997-2000 ENSO events.