对流尺度数值预报中的云物理初始化方法改进及个例试验

通过在云初始化方案中增加由地表感热和潜热通量确定的对流尺度速度作为对流判据,同时增加层云云冰、云水计算方案,改进云分析方法,并基于第2代华东快速更新循环同化模式预报系统,针对2015年4月28日华东强对流个例,进行对比试验,分析了改进的云初始化方案对云分析结果和模式预报效果的影响。试验表明:在云分析中增加对流判据,使得平均40%左右的云分析格点判定为非对流格点,对流格点分布与正的感热通量分布相似,在陆地上有显著日变化。在对流和层云格点判定之后,增加层云云冰、云水计算方案分析层云格点,显著地减小了模式初始场的云冰、云水混合比,有效地减弱了模式积分初始阶段云冰、云水含量的剧烈调整,尤其是在陆地区域。采用改进的云初始化方案进行预报,可以减少模式前1 h和前6 h的降水强度;尤其在个例的循环试验中,强降水中心强度和面积的预报比原方案显著减弱。      

模糊线性判别函数与权重初始化超球面

将非线性神经元及多层感知机分类行为分析建筑在模糊集理论基础上，提出模糊线性判别函数、模糊判别面、模糊模式分类等概念，并引导出将多层感知机的隐层权重值均匀地分布在权重空间超球面上的网络初始化方法。以一系列实验验证此方法能明显提高多层感知机收敛性能，且与所用的学习算法、神经元的激励函数形式无关。     

徕卡最新中心化RTK软件系统在大桥监测中的应用

一、引　言GPS测量技术用于生产作业,其作业模式从静态测量、快速静态测量、后处理高精度动态测量,发展到动态初始化(OTF)厘米级实时RTK测量作业。徕卡测量系统率先于1999年承接了世界上第一个采用GPS技术用于大桥监测的项目———香港青马大桥的监测,之后又在山东黄河大桥、     

一种基于分析增量更新技术的台风初始化方案

台风初始化方案最大的困难在于其只能根据有限的观测资料（台风中心位置、最低气压、最大风速和大风半径等）来构造一个与模式动力-物理过程协调的涡旋模型。首先根据实际观测资料对背景场中的涡旋扰动进行重定位和风速调整,然后将分析增量更新（Incremental Analysis Update,IAU）技术应用于台风初始化方案中,将调整后的涡旋当作一个强迫项逐渐加入到模式预报过程中,通过模式自身调整来得到一个协调性较好的台风初始结构,从而改善模式对台风的预报性能。对“山竹”台风的多次预报结果表明:（1）台风初始化对于台风路径误差影响较小,对于强度预报改进则比较明显。特别是在台风生成初期,台风初始化技术能够有效地增强全球模式分析场中的涡旋强度,并解决预报过程中强度较弱的问题。（2）根据预先给定的三维风场,IAU技术能通过模式自身预报过程对其他变量进行调整,从而得到一个热力和动力协调的初始涡旋结构。相对于仅对初始风场的调整,它对24 h之后的路径和强度预报误差会有更进一步的改善。（3）对IAU中的松弛时间进行参数敏感性试验,发现该变量取3—6 h效果较好。      

涡旋强度调整半径对2016年第18号热带气旋路径预报的影响

2016年中国国家气象中心区域台风模式（GRAPES_TYM）对第18号热带气旋（记为TC 1618）的路径预报出现了较大的误差:其平均路径误差显著大于全年的平均误差。分析了涡旋初始化方案（包括涡旋重定位以及涡旋强度调整）对其路径预报的影响。结果显示,涡旋强度调整是造成TC1618预报路径平均误差偏大的主要原因。不同的强度调整半径（r₀=12°,9°,6°,3°）对TC1618路径影响的敏感性试验结果显示,强度调整半径越大,其平均路径预报误差越大。500 hPa副热带高压以及平均海平面涡旋尺度分析发现:较大的强度调整半径（r₀=12°,9°）其初始时刻的涡旋尺度较大,涡旋北侧邻近区域副热带高压等值线相对偏北,副热带高压相对偏弱。尺度大的涡旋其北移速度较大,并且在积分过程中其环流邻近区域副热带高压进一步减弱,导致涡旋环流会更早与其西北侧东移的西风槽结合,移速偏快。      

暴雨中尺度模式的发展历程和研究进展

短期数值天气预报模式的发展,由于具备了对动力辐合、湿物理及边界层等过程和实际地形的刻画能力,在分辨率提高到几十公里尺度时,可以对暴雨进行数值预报。经过近50 a的发展,暴雨中尺度模式经历了静力平衡到非静力平衡、粗分辨率到高分辨率、简单物理过程到细致物理过程、云雨隐式预报到显式预报、简单初始化到复杂同化等的转变。本文从暴雨中尺度模式框架、物理过程和初始化方法三个方面,回顾了国内外主要暴雨中尺度模式的发展历程和重要进展,同时指出了未来模式可能的发展趋势并给予了分析讨论。     

深度基准面的略最低低潮面比值传递法研究

基于精密潮汐模型分析了略最低低潮面相对理论最低潮面比值的空间分布,等值线图表明比值在空间上分布复杂,略最低低潮面比值法的适用性不能以距离或潮汐类型相似性作为判断标准。以中国沿岸3组典型验潮站为例,统计不同同步时长下的传递精度。统计结果表明,同步时长达到7d,传递误差已较稳定,但可能存在系统偏差,取决于该方法的适用性。文中给出了比值在中国近海的等值线分布图,可作为适用性判断的参考。     

不同时长北斗基线精度差异分析

北斗导航系统已经可以为亚太地区提供导航服务,其中精度的测试和评估是目前研究的热点。本文以4个连续观测站的观测数据为基础,进行了不同时长静态基线解算,并与精确定位结果进行比较,发现静态解算精度优于3 cm,E、U、V三个方向的向量精度随着基线观测时长的增加而提高。同时进行北斗动态单历元基线解算,与精确定位结果相比,计算发现北斗单历元动态基线解算精度优于0.2 m,并且E、U、V三个方向的向量精度随着基线观测时间的长度增加而提高,有趋于稳定的趋势。比较结果表明,北斗系统具有良好的稳定性,监测时间越长,定位精度越高。     

清河秋冬季雾变化规律及相关气象要素分析

利用清河国家气象观测站1960—2020年雾日数和2016—2020年逐时地面气象资料,分析清河雾的年、季、月变化规律和各等级雾在一日中生消变化规律、持续时长及与气象要素的相关性。结果表明：清河雾日数呈缓慢增长趋势,线性趋势率为0.99 d/10 a,秋冬季雾占总雾日的82%,是雾的高发季节;秋冬季浓雾和强浓雾的日变化规律基本一致,强浓雾出现频次最多,累计时间最长,特强浓雾出现频次最少;秋冬季雾的生成时间主要分布在后半夜到清晨,其次是19—20时,11—17时较少有雾生成,消散时间主要在09—12时;雾的浓度越高,持续时间越长,清河秋冬季雾持续时长在5 h以下占比最多,占48%。通过分析秋冬季雾的能见度和气象要素的相关性得出,能见度和相对湿度、10 min平均风速显著相关,当湿度大于90%时,10 min平均风速小于3.0 m/s时,更利于雾的生成和发展。     

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。