Improvement of the semi-Lagrangian advection scheme in the GRAPES model: Theoretical analysis and idealized tests

ABSTRACT The Global/Regional Assimilation and PrEdiction System （GRAPES） is the newgeneration numerical weather predic- tion （NWP） system developed by the China Meteorological Administration. It is a fully compressible non-hydrostatical global/regional unified model that uses a traditional semi-Lagrangian advection scheme with cubic Lagrangian interpola tion （referred to as the SL_CL scheme）. The SL_CL scheme has been used in many operational NWP models, but there are still some deficiencies, such as the damping effects due to the interpolation and the relatively low accuracy. Based on Reich＇s semi-Lagrangian advection scheme （referred to as the R2007 scheme）, the Re_R2007 scheme that uses the low- and high-order B-spline function for interpolation at the departure point, is developed in this paper. One- and two-dimensional idealized tests in the rectangular coordinate system with uniform grid cells were conducted to compare the Re..R2007 scheme and the SL_CL scheme. The numerical results showed that： （1） the damping effects were remarkably reduced with the Re_R2007 scheme; and （2） the normalized errors of the Re_R2007 scheme were about 7.5 and 3 times smaller than those of the SL_CL scheme in one- and two-dimensional tests, respectively, indicating the higher accuracy of the Re..R2007 scheme. Furthermore, two solid-body rotation tests were conducted in the latitude-longitude spherical coordinate system with non uniform grid cells, which also verified the Re_R2007 scheme＇s advantages. Finally, in comparison with other global advection schemes, the Re_R2007 scheme was competitive in terms of accuracy and flow independence. An encouraging possibility for the application of the Re_R2007 scheme to the GRAPES model is provided.     

国土综合整治三维模型碎片加载优化与调度

国土整治作为一项国家战略,是解决社会经济发展过程中土地利用问题的重要手段,能有效促进国土空间优化和治理土地退化,对于实施乡村振兴战略和推进生态文明建设具有重大意义。随着我国工业化、城镇化的推进,生产、生活、生态之间矛盾日益凸显,国土整治在全国各地广泛开展,尤其是三维可视化技术的应用发展迅速。但对于国土整治业务而言,三维模型存在数据量大、数据复杂且碎片化程度高等特点,使得三维数据的存储管理和加载调度难度大,制约了其在国土整治中的应用。本文针对国土整治三维数据,提出了存储结构优化方法、三维模型碎片加载优化方法和三维模型调度优化方法,并开展了试验验证和应用示范,验证了本文提出的方法能够有效支撑国土整治中的三维可视化相关业务。     

某深埋特长隧洞线路比选方案研究

滇中引水工程香炉山隧洞为特长深埋隧洞,起点位于冲江河右岸石鼓镇,终点位于洱海边的长育村,此前已对该段进行东、中、西等多方向的较大范围线路比选[1]。通过已有地质资料进行线路对比,提出了8条比选线路,从各线路长度和形态,存在的主要工程地质问题,隧洞地质、施工条件等进行比较、分析、研究,最终选定中4线为推荐方案。论文简要介绍了隧洞线路选线方案、比选的思路和方法,以期为相关工程的规划设计提供参考。     

南岭成矿带多尺度重力场及深部构造特征

利用小波多尺度分解方法分离不同深源尺度花岗岩侵入体的重力异常信息, 结合视密度填图方法划分了5 km、15 km及25 km深花岗岩体分布特征, 并综合地震成像和大地电磁测深资料, 对南岭花岗岩侵入体的赋存侵位、诱发热源以及成因模式等问题进行初步探讨.研究结果表明, 以茶陵-郴州断裂为界, 区内重力场和岩体构造呈明显分区, 东南区岩体局部重力异常幅值较小, 地表出露岩体较薄, 岩浆沿着小通道上涌形成岩盖; 西北区岩体局部重力异常幅值较大, 侵位深度较深; 区内大多数岩体侵位深度不超过25 km; 深部地球物理资料还揭示诸广山和猫儿岭地区15~25 km附近存在大规模低密度、低速特征的陆壳重熔区; 诸广山地区上地幔顶部存在低速、低阻熔体特征的软流圈上涌通道, 推测来自软流圈的玄武岩浆底侵造成该区中下地壳岩石部分熔融, 并为其周围大规模成岩成矿提供热源和物质来源.      

大水位落差深井止水修复方案及实施效果分析

以山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司大水位落差深井止水修复方案及实施效果为工程实例,对该工程先后实施的管内注浆法、管外注浆法、衬管固井法、同径水泥架桥法、泄压通桥法等止水修复方案进行了详细分析,总结了其成功的经验,可为类似旧井修复工程或新井施工工程提供借鉴和指导。     

L波段雷达探测资料质量控制方法探讨

<正>目前各探空站L波段雷达—电子探空仪系统的投入使用实现了角度自动跟踪、自动测距、自动数据处理功能,在减少人为失误的同时大幅度提高了工作效率。但是常因复杂天气、探空仪器性能不够稳定等因素造成探测记录出现异常,为此结合基层探空站值班和报表预审中常见问题,总结高空资料质量控制的思路和流程,确保探空资料的完整性、准确性和代表性,为天气预报、气候分析、科学研究和国际交换,提供及时、准确的高空气象探测资料。     

MATLAB在地表移动观测站中的应用

根据地表移动观测站数据处理的基本方法,运用MATLAB中的图形用户界面(GUI),通过窗口、菜单、控件等构成操作简便的用户界面,实现了观测站数据的自动处理及移动变形曲线的自动绘制,有助于提高数据后期分析的准确性。     

杨元喜：左手测量 右手导航

他利用自己发展的新的理论和算法,主动应用于“中国2000GPS大地控制网数据处理工程”,使我国大地坐标系精度步入国际先进行列。     

《旋转调制型捷联惯性导航系统》内容简介

正本书概述了捷联惯导系统发展状况,讨论了基于惯性测量单元(IMU)转动的调制型捷联惯性导航系统的发展、应用状况及前景;分析了旋转调制型捷联惯性导航系统误差调制自补偿原理,设计并验证了惯性测量单元的旋转调制方案;实现了旋转调制型捷联惯性导航系统中器件偏差的标校与初始对准;     

基于精选基准消秩亏的GNSS参考网数据处理方法

全球导航卫星系统（GNSS）参考网多用于估计卫星轨道/钟差、监测地表形变和速度场、确定精密地球自转参数等方面。相关数据处理模式包括：双差基线解（DD）和非差精密单点定位（PPP）等。本文首先从GNSS基本观测方程出发,通过选取两组基准参数,导出了上述两模式下的列满秩观测方程,然后分析了它们的不足,例如：相位偏差在DD模式中吸收了钟差,丧失了时不变特性;模糊度在PPP模式中吸收了相位偏差,失去了整数性。基于上述分析,本文提出了一种新的参考网数据处理方案,以充分融合DD和PPP模式的优势。它的关键策略是精选基准参数,以达到消秩亏的目的,具体优点体现在：相位偏差独立可估,若合理约束为时不变参数,可充分减少参数个数,提高网解精度;待估模糊度具备整周特性,经由模糊度固定,可改善网解可靠性。