MEOFIS平台的苏州本地化释用和气温检验

基于现代天气业务发展要求而开发的MEOFIS精细化气象要素客观预报平台已被苏州市气象局引进并业务运行。该平台利用T639模式输出资料结合苏州历史实况资料建立预报方程,采用"动力-统计预报方法",得到了具有精细化指导作用的要素预报产品,时间分辨率为3 h,空间分辨率达乡镇级。经客观检验,2011年7月24 h日最低气温2℃以内准确率达90.3%、日最高气温达74.2%、逐3 h气温准确率达82.7%,对业务预报有指导意义。误差分析表明,如果相邻两天的日最高、最低气温起伏剧烈,对应时段内MEOFIS的预报误差则较大。利用集合经验正交分解(EEMD),对逐3 h气温预报滤波发现,MEOFIS的预报误差仍具有一波和二波的显著周期,通过滤波可使气温预报准确率提高。     

模糊度降相关应用中的整数正交化过程研究

为解决格理论中最近向量和最短向量两大难题而提出的经典LLL算法已成功应用到模糊度降相关领域。由于模糊度降相关中对变换矩阵的要求,LLL算法在GS正交化变换过程中加入了取整运算,通过分析发现算法的整数正交过程在取整舍入误差的基础上还会引入新的误差,并且随着变换的进行该误差还会累积,最终影响正交化的效果。在分析的基础上对整数正交化过程进行改进,并且通过计算分析验证改进算法较之前有了很大的改进。     

利用卫星红外高光谱资料反演大气甲烷浓度垂直廓线

基于欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)大气廓线库和RTTOV9.3辐射传输正向模式,探讨了大气CH₄混合比浓度垂直廓线和柱总量的经验正交函数(EOF)反演方法,并利用地基傅里叶热红外光谱仪(FTS)观测数据和红外EOSAQUA卫星的大气红外传感器(AIRS)实际观测资料进行反演实验和验证。并且与地基傅里叶热红外光谱仪(FTS)观测结果相比,300hPa以下EOF模型反演的CH₄混合比均方根相对误差小于AIRS的CH₄产品,CH₄柱总量的相对误差也小于AIRS产品。与AIRS的CH₄产品相比,EOF模型反演的CH₄混合比廓线相关系数为0.97,均方根相对误差小于2.5%。验证结果表明EOF模型可以为物理反演提供很好的初始值,由于其稳定且运算更快捷,在业务化运行方面具有很大应用前景。     

数据采集计算法的统一数学模型

总结数字测图数据采集中计算法的计算公式,建立一个统一的数据采集计算法的数学模型,以利于程序编制,也利于理解与记忆.     

基于EOF迭代的自动气象站气温观测资料修复方法

全国目前已经建成了近7万个自动气象观测站点,然而自动气象站观测资料一直存在资料质量较低的问题,大量错误资料的存在极大影响了其在气象研究中的应用,因此对错误观测的数据进行准确的修复是一项重要工作.本文利用2019年12月1日00:00至7日23:00(北京时),共168个时次的地面自动站温度观测资料,在利用EOF(Emp...     

2003—2004年冬季北半球平流层极涡在等熵位涡坐标下的动力分析

利用欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)逐日的60层模式资料构建了半拉格朗日的二维θ-PVLAT坐标,在新坐标中对2003-2004年冬季北半球平流层极涡的活动过程进行诊断分析.通过对位涡距平场在新坐标下的EOF分析得到极涡扰动指数,由该指数出发对风场、温度场进行超前/滞后回归分析.得到极涡活动过程中平、对流层大气的环流输送特征.结果表明:(1)θ-PVLAT坐标有很好的物质性,它能够较好地反映出空气物质的输送特征,尤其在北半球冬季的高纬度地区它能更加真实的表达出大气环流风场、温度场的变化;(2)在极涡活动过程中平流层里存在着一对向极、向下的传播模态,不同符号的纬向风和温度异常的信号沿着这两个模态传播,而对流层中也有一向赤道的传播模态;(3)平流层中向极、向下的传播模态和对流层中向赤道的传播模态在时间上存在着一定的联系,当纬向风异常在高层传播到达极区时,低层开始向赤道传播;(4)整个极涡活动过程可以用一个非绝热加热作用和斜压波动作用共同驱动的经圈质量环流解释,这一环流造成了中低纬度地区的暖空气和极地区域的冷空气在平流层一对流层之间交换,对整层大气的热力、动力结构进行了重新组合.     

东亚夏季波列经验正交函数分析

利用经验正交函数作为分析工具,利用500 hPa高度场资料针对东亚地区波列出现情况进行研究,得出结论如下：（1） 从东西伯利亚上游经鄂霍茨克海到日本东部海面的波列（OKJ波列）在初、仲夏（6—7月）的信号很强,为欧亚范围内最主要的分布类型。（2） 从菲律宾经日本到北美的波列（P-J波列）可在整个夏季（6—8月）具有相当强的信号,虽然均表现为第二特征向量分布,贡献率与6—7月欧亚范围内第一特征向量表现OKJ波列的相当。（3） 合成分析表明OKJ和P-J类波列在某种程度上可以共存。     

天然地震走时反演矩阵顺序三角化算法的优化和并行化

本文讨论了用于天然地震层析成像的矩阵顺序三角化算法,揭示了偏导数矩阵中非零元素的分布规律,在分析算法特点的基础上提出了对程序的几点优化措施,包括：采用合理的存储结构和计算次序以节省内存寻址时间;以一个一维数组存储上三角方阵以节省出一半的内存;对关键的Givens变换子程序进行优化和矢量化等,最终使程序的运行效率提高了数十倍.同时结合算法特点研究了矩阵顺序三角化的并行化方法,提出了两种并行化方案,在联想深腾6800超级计算机上实现了这两种并行算法;对计算量均衡等问题进行了讨论.     

用经验正交函数构造武汉地区电子浓度总含量的经验模式

本文利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function, 简称EOF）分析了武汉电离层台站一个太阳黑子周期（1980年4月～1990年12月）的实测电离层电子浓度总含量（TEC）资料,在此基础上构建了一个武汉地区的TEC月中值的经验模式.结果表明：（1）以EOF分析观测数据具有一定的物理意义,其基函数表征TEC的日变化,系数表征TEC的长期变化;（2）EOF技术展开收敛速度快,很少数低阶项即能反映TEC的主要变化,采用经验正交函数建模可以用较少的参数表征较复杂的物理过程.此外,本文还就TEC模式的外部驱动量的改进问题作了一些探讨,发现用F107A（107cm太阳辐射通量F107的81天滑动平均值）作TEC建模的外部驱动量能够更好地提高EOF模式的精度和稳定性.