ERA5再分析云量在大气环境评估中的适用性研究

以河北省7个国家级气象站为例,利用1979—2013年ERA5云量和地面实测云量数据,依国标推荐法计算混合层高度,通过公式推导出通风量和大气自净能力指数,比较两套数据的计算结果,对ERA5再分析云量在大气环境评估中的适用性进行了研究;采用ERA5云量计算2013年3月至2021年2月的大气自净能力指数,对其与PM2.5浓度之间的关系进行分析。结果表明：①两种云量资料计算的月平均混合层高度、通风量和大气自净能力指数的相对误差近似符合正态分布,主要集中在0～5%;各月混合层高度：相对误差＞通风量＞大气自净能力指数,相关性则相反。秋冬季的相对误差（相关系数）大都低（高）于春夏季,邢台、石家庄和保定的误差明显小于其他站。②利用两种云量数据计算的大气自净能力指数的多年平均相对误差最小,通风量的次之,历年值的相关性和偏差也是中南部站点的更为理想。③2013年3月至2021年2月,各站月平均大气自净能力指数和PM2.5浓度呈反向相关,中南部站点的相关性更为显著。     

EDM高程导线测量中的效率和精度问题探讨

随着全站仪测角测距精度的提高,在高程联测中,用EDM高程导线测量代替三四等水准测量,成为外业高程测量的重要方法之一。分析了影响EDM高程导线测量精度的因素,讨论了提高EDM高程导线测量精度的办法,提出了效率函数的概念,并以某测区三级GPS大地控制网高程联测数据为例,从精度和效率方面进行了计算对比分析。     

压力传感器的自动标定技术

针对压力测量设备生产和维护过程中,对关键部件压力传感器标定处于手工操作状态、效率低、操作人员不易掌控、标定结果处置复杂的现状,开发了针对压力传感器的自动标定技术。该技术将计算机控制、智能化、曲线拟合和误差分析引入到压力传感器的标定过程中,大幅度提高了标定的效率和可靠性。经此技术标定过的压力探头,在使用中具有互换性,减轻了数据后处理工作的难度。     

GPS观测数据的建模与仿真

在研究GPS系统的基础上建立了GPS观测数据的仿真模型,编制了相应的计算机程序。仿真模型包括卫星参数模型、动力学模型和观测误差模型。仿真计算表明,卫星参数模型和动力学模型真实地反映了卫星的运动规律;误差模型反映了观测环境对信号传播的影响。同时可以调节和选择仿真模型的参数,仿真选择了地面静态和地面低动态的观测数据,这对于论证GPS定轨、导航算法、设计GPS接收机等有一定的实用价值。     

平均大潮高潮面的科学定位和现实描述

在对平均大潮高潮面进行科学定位的基础上,进一步阐明了我国海岸线(岛屿岸线、明礁、灯塔)起算面的定义。引入了三个国标的定义和沿海五省制定的法律条例的规定,结合东海及其岛屿海岸线不同起算面的计算算例,论证了我国海岸线就是平均大潮高潮面形成的实际痕迹线,并以此作为海陆分界线的科学定位和现实意义,澄清了在这一领域存在的一些异议和模糊认识。同时,并就这一重要的基准面进行现实的描述,以期服务于当前我国沿海经济建设、海域使用管理、海岸带开发和有关专项调查以及海洋测绘事业中。     

潮汐性质相似性判断的两个指标及其应用

提出采用时差法的相关系数和最小二乘潮位拟合法的推算中误差,作为潮汐性质相似性强弱判断的两个量化指标。根据实测潮汐数据进行了有关计算,结果表明这两个指标可以用于潮汐性质相似性强弱的快速判断,另外推算中误差还可以用于验潮站潮位数据缺测时推算精度的检验,建议在沿岸海道测量水位改正作业中综合使用。     

CMIP5模式对南海SST的模拟和预估

分析了32个CMIP5模式对南海历史海表温度(SST)的模拟能力和不同排放情景下未来SST变化的预估。通过检验各气候模式对南海历史SST增温趋势和均方差的模拟,发现大部分模式都能较好地模拟出南海20世纪历史SST的基本特征和变化规律,但也有部分模式的模拟存在较大偏差。尽管这些模拟偏差较大的模式对SST多模式集合平均的影响不大,但会增加未来情景预估的不确定性。剔除15个模式后,分析了南海SST在RCP26、RCP45和RCP85三种排放情景下的变化趋势,发现在未来百年呈明显的增温趋势,多模式集合平均的增温趋势分别为0.42、1.50和3.30℃/(100a)。这些增温趋势在空间上变化不大,但随时间并不是均匀变化的。在前两种排放情景下,21世纪前期的增温趋势明显强于后期,而在RCP85情景下,21世纪后期的增温趋势强于前期。     

海-陆-气耦合模式中海洋分量的温盐模拟分析

基于OASIS耦合器,发展了一套具有较高分辨率并行化的海-陆-气耦合模式,并进行了30年以上的耦合积分。为了评估模式中海洋分量的基本性能,首先考察了耦合模式对"气候漂移"的控制,然后对比分析了耦合与未耦合海洋环流模式模拟温度和盐度的气候态特征和季节变化,结果显示耦合模式的模拟结果中没有出现明显的"气候漂移现象",同时能较好的模拟全球大洋温盐分布的基本特征和季节变化。     

罗源湾海岸盐沼悬沙粒度及沉降速率的观测和分析

海岸盐沼对环境变化的响应非常敏感,是研究全球变化和人类活动对海岸带环境影响的典型区域之一。影响盐沼演化过程的一个非常重要的因素就是水体悬沙特性[1]。在沿岸水域环境中,有机和无机的细颗粒悬沙在物理和化学的作用下絮凝成大颗粒的絮凝体,其粒径和沉降速率通常是分散细颗粒悬沙的好几倍,因此絮凝过程基本上改变了细颗粒悬沙的水动力行为过程[2]。絮凝体因相对分散颗粒物有较高的沉降速率,水中的悬沙更容易沉降到滩面,控制着水体中的细颗粒物质的沉降通量[3]。