两种反演地表净太阳辐射的参数化模式在北京地区的比较

地表净太阳辐射(NSSR)在地表辐射平衡、地-气能量交换、天气预报、气候变化和太阳能利用等研究方面具有重要的作用.利用卫星遥感技术能在广大的空间区域内快速地获取地表净太阳辐射的分布情况,特别是在无人观测的极地和海洋区域.本文基于CERES/SSF卫星数据,分别采用两种地表净太阳辐射(NSSR)的卫星反演参数化模式--Li模式与Masuda模式计算了北京市上甸子地区2005年1、4、7和10月的NSSR,并将反演结果与上甸子大气本底站的实测结果进行了对比分析,并对两种模式进行了修正以更好地反演北京地区的地表净太阳辐射.结果显示:Li模式和Masuda模式反演结果与实测结果间的平均绝对误差在晴空条件下分别为62.2和50.8W/m2,在云天条件下分别为82.1和71.8 W/m2;Li模式相对于Masuda模式具有偏大的趋势,在晴天和云天条件下两者的平均绝对偏差分别为11.5和10.2 W/m2;对Li模式和Masuda模式进行线性拟合回归后能有效减小反演过程中的系统性偏差,修改后的Li模式和Masuda模式在所有天空状况下反演的月平均NSSR值与观测值问的平均绝对误差分别为-1.8和-3.4 W/m2,均方根误差分别为19.6和26.0 W/m2.     

T213L31全球模式云和对流参数化方案改进试验

针对中国业务中期数值预报模式T213对中雨量级以上的降水预报空报比较明显的问题,文中对此模式预报的降水进行了诊断分析。发现T213模式预报的总降水分布主要是由可分辨尺度降水决定的,且在降水偏多最明显的地区,可分辨尺度的降水即超过或达到了观测的总降水,表明降水空报的主要原因在于可分辨尺度降水偏多。可分辨尺度降水偏多的可能原因有：土壤湿度初始化、云变量的初始化和直接产生降水的云与对流参数化方案存在一定的缺陷。鉴于前两者是目前国际上的难点,文中针对第3个方面的可能原因进行了分析和相应的改进。包括在对流方案之前增加一次云方案的调用;对流参数化方案的闭合由“动力型”改为对流有效位能调整闭合;更复杂的对流触发机制;改进冰沉降和降水通量计算。改进的主要目的是使对流参数化方案更活跃,从而减少格点尺度对流的发生。采用改进的方案,进行了敏感性试验和2005年夏季的连续滚动同化预报试验,并与中国区域400个标准站的降水观测和GPCP的全球降水观测进行了比较。结果表明,改进的方案无论是对中国区域还是全球夏季平均的降水分布预报都好于业务,但四川省和赤道东太平洋降水偏多的问题依然存在。中国区域的降水统计检验还表明,除小雨外,其他量级在大部分时效上降水的TS评分增加,预报偏差降低。     

湿热力平流参数在一次华北暴雨模拟诊断中的应用研究

对2011年7月24~25日发生在华北地区的一次暴雨过程进行了分析,并以NCEP资料为初值场对此次暴雨过程进行了数值模拟,结合实况对模拟结果进行对比分析。分析表明:模式对本次华北暴雨的模拟比较成功,基本反映出了本次暴雨过程的降水分布特点。利用湿热力平流参数对本次华北地区的降水落区进行了诊断分析。分析指出,湿热力平流参数纬向平均的垂直剖面图上,湿热力平流参数的高值区及大值中心与地面的强降水雨区对应得较好,其梯度大小及向上延伸高度均可以定性地指示降水的强弱;垂直积分的湿热力平流参数与地面6 h强降水落区具有较好的对应关系,而在示踪弱降水区时效果并不是很好,其大值中心并不与强降水中心完全重叠,而是其梯度大值区与降水中心相对应;垂直积分的湿热力平流参数与6 h累积地面降水的空间分布特征和时间演变趋势比较相似,并且其变化趋势能反映降水的发展和消弱。     

中尺度模式中不同对流参数化方案的比较试验

MM5模式中有多种积云参数化方案可供选择,粗细网格采用不同的积云参数化方案对降水预报有一定的影响。采用常用的四种积云参数化方案,粗细网格进行不同配置,对辽东半岛大暴雨过程进行试验发现：细网格信息可以通过嵌套边界向外层传递,影响外层预报结果。细网格选取GR方案比选取AK、BM、KF方案模拟效果好很多;细网格参数化方案不变,粗网格取不同的参数化方案,对细网格的模拟结果差别不大。但选取一个好的参数化方案对细网格的模拟结果会稍有改进。     

不同强风样本湍流特性参数的计算分析

在结构风工程中, 风湍流统计参数计算的正确与否直接影响到风荷载的计算精度。在实际风参数计算与分析中, 多选用风速较大的样本资料, 但过分强调大风可能产生不合理的计算结果。利用超声风速仪瞬时风速观测资料, 分别划分成相对强风和持续强风样本, 计算并比较其湍流统计特性参数, 发现湍流统计参数特性值 (湍流度、阵风因子、摩擦速度等) 与风速大小并不能很好匹配, 有时风速不大但其湍流特性值却很大, 反之也然。研究表明:选取的湍流风资料样本或统计方法不同, 都会影响风特性参数的计算结果, 进而影响到风荷载计算的精度。这一结果对于提高结构风工程中风参数计算与设计的科学性和合理性具有现实意义。     

阿拉尔至和田沙漠公路防风阻沙效应参数分布特征

以塔克拉玛干沙漠为研究区域,利用阿拉尔一和田沙漠公路沿线及周围15个气象水文站近50a来(1956-2007年)历史资料,结合沙漠腹部塔中气象站近10a来(1999-2007年)观测资料及近1a(200704-200804)野外科学考察和K127km监测资料,采用气候学、风沙物理学、流体力学、统计学相结合方法,提出沙漠公路防风阻沙效应动力参数:地形地貌、盛行风向、风速;影响参数:温度、沙表面温度、降水量、湿度、蒸发量,分析研究阿拉尔一和田沙漠公路防风阻沙效应环境气象参数分布特征及变化趋势,为沙漠公路未来养护以及生态环境保护提供科学依据.     

慈溪北部沿海风能资源的计算及分析

利用慈溪北部沿海滩涂现场测风资料,对拟建风电场的风能资源各参数进行了计算及分析,通过与其临近的气象站长年代风资料的对比分析发现,慈溪北部沿海滩涂风能资源丰富,40m高度的年平均风速大于6．0m／s,年有效风力时数超过7800h,大气湍流强度中等偏弱,适宜建设大型风电场。     

应变参数的抗差解及误差影响

应用弹性力学的应变分析理论和抗差估计原理,推导了应变参数的抗差解及其误差影响函数.实际算例表明,应变参数的抗差解可以有效地抵制粗差的异常影响,得到应变参数的可靠解,这对于利用高精度GPS复测资料研究大尺度的地壳运动和变形具有实际意义.     

渤海海冰微波散射特性研究

Microwave remote sensing has become the primary means for sea-ice research, and has been supported by a great deal of field experiments and theoretical studies regarding sea-ice microwave scattering. However, these studies have been barely carried in the Bohai Sea. The sea-ice microwave scattering mechanism was first developed for the thin sea ice with slight roughness in the Bohai Sea in the winter of 2012, and included the backscattering coefficients which were measured on the different conditions of three bands(L, C and X), two polarizations(HH and VV), and incident angles of 20° to 60°, using a ground-based scatterometer and the synchronous physical parameters of the sea-ice temperature, density, thickness, salinity, and so on. The theoretical model of the sea-ice electromagnetic scattering is obtained based on these physical parameters. The research regarding the sea-ice microwave scattering mechanism is carried out through two means, which includes the comparison between the field microwave scattering data and the simulation results of the theoretical model, as well as the feature analysis of the four components of the sea-ice electromagnetic scattering. It is revealed that the sea-ice microwave scattering data and the theoretical simulation results vary in the same trend with the incident angles. Also, there is a visible variant in the sensitivity of every component to the different bands.For example, the C and X bands are sensitive to the top surface, the X band is sensitive to the scatterers, and the L and C bands are sensitive to the bottom surface, and so on. It is suggested that the features of the sea-ice surfaces and scatterers can be retrieved by the further research in the future. This experiment can provide an experimental and theoretical foundation for research regarding the sea-ice microwave scattering characteristics in the Bohai Sea.     

基于压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参数反演方法

为及时评价水平井压裂效果、准确反演裂缝参数,提出基于页岩油气藏压裂液返排数据的裂缝参数反演方法.以不稳定渗流理论为基础,考虑裂缝—基质间油水或气水两相复合流动,以及流体在储层中的复杂渗流机理,建立渗流数学模型并进行半解析求解,形成一套划分两相流动阶段的诊断曲线和反演裂缝参数的直线分析法,对半解析模型进行数值模拟验证.美...