基于等效误差方程的三线阵CCD影像自检校区域网平差

本文针对机载三线阵CCD影像自检校区域网平差中,待求未知参数众多、法方程巨大而复杂的问题,提出了基于等效误差方程的ADS40影像自检校区域网平差方法。通过采用虚拟误差方程对原始误差方程进行等效改化,构建ADS40影像自检校区域网平差的等效误差方程,从而消去加密点地面坐标改正数,减少平差待求参数,实现法方程的合理简化。试验证明此方法可在保证平差精度的同时,显著提高解算效率。     

豫东一次特大暴雨中风暴再度增强成因分析

利用常规观测资料以及中尺度自动站资料、NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料、雷达卫星产品等,分析了2021年8月3—4日豫东暴雨过程的环流背景与中尺度对流特征。主要结论如下：(1)暴雨发生在200 hPa处于高空辐散区、500 hPa冷涡底部低槽东移的环流条件下;中低层副高外围暖湿气流与地面冷锋于豫东形成辐合,配合高空强辐散为暴雨提供有利的环流背景。(2)降水前大气处于条件不稳定,豫东区域水汽饱和;强降水期间近地层存在温度平流,使边界层产生扰动导致暴雨增幅。(3)强降水发展与两个MCS系统发生、发展及演变关系密切;暴雨落区位于中尺度对流云团云顶亮温梯度大值区且靠近其低值中心。(4)雷达回波表现为多单体合并的混合型回波,V型缺口对应地面大风;强降水时段回波低质心、高效率并存在列车效应,风速辐合位置对应新单体生成。     

2020年梅汛期强降水事件的预报误差来源分析

基于WRF模式（Weather Research and Forecasting Model）分析2020年超长梅汛期内11次强降水事件的预报误差来源。分别以FNL（Final Global Data Assimilation System）、TIGGE_EC（THORPEX Interactive Grand Global Ensemble from European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）作为初始场进行预报,对比预报结果发现,TIGGE_EC初始场的预报结果普遍优于FNL,这说明初始条件的不确定性对预报结果有重要影响。进一步探究初始条件不确定性（初始误差）来源的区域（敏感区）和变量（敏感变量）发现,敏感区集中分布于降水区西侧上游,相对应的敏感变量为水汽场。分别考察动能、有效位能以及比湿能在初始误差总能量中的占比,结果表明,扰动比湿能占比最小,但敏感性试验 表明比湿场扰动对预报效果的影响最大。选取比湿场扰动对预报效果影响最大且WRF_EC具有更好预报效果的6个暴雨事件,通过HYSPLIT后向轨迹模式分别追踪其累计降水量最大值点的水汽来源及路径发现,有6个事件均有向降水区西侧上游延伸的水汽来源通道,进一步表明了敏感区的初始水汽场的准确性对暴雨预报的影响。因此降水区西侧上游的水汽场的误差是这11次梅汛期暴雨过程重要的预报误差来源,对其准确描述可有助于预报效果的提升。     

2014年夏季一次那曲强降水的诊断分析和水汽来源的模拟研究

青藏高原作为“亚洲水塔”,研究其降水来源对我国水安全和水资源利用有重要意义。采用诊断分析和拉格朗日模式模拟的方法,对高原涡引起的一次那曲强降水进行了分析研究,确定了那曲地区的水汽来源并进一步量化了水汽源区对研究区夏季降水的贡献。结果表明：那曲上空上升运动强烈,且具备良好的水汽条件。有多次多个强对流云团相继生成,形成短时强降水。影响降水的绝大多数目标气块来自目标区域以南的相对较低的大气层,可追溯到孟加拉湾、阿拉伯海和印度洋。此外,青藏高原以西路径有一小部分目标气块来自中、低层大气。高层水汽主要为南亚高压反气旋输送。少数气块来自中国东部和南海。西边界和南边界的水汽输送为本次那曲强降水的主要来源,水汽源区主要为印度洋、阿拉伯海、印度、孟加拉湾、新疆和中亚。来自印度洋和阿拉伯海的水汽对降水区起到了关键的水汽贡献,局地水汽贡献忽略不计。     

祁连山夏季两类地形降水过程的环流特征及成因分析

祁连山地区的降水与大尺度环流系统和复杂地形强迫形成的地形云发展变化有关。本文利用多种观测资料对2018年发生在祁连山地区过程降水（2018年7月19-20日,CASE1）和地形云降水（2018年8月28日,CASE2）两类降水过程进行天气学分析,并利用高分辨中尺度数值模式WRFV3.8.1对两类降水过程的数值模拟结果分析了有关物理参量和发展机制等方面的差异。结果表明：CASE1是在有利的大中尺度条件下形成的降水过程,它的形成是大尺度环流系统和局地地形共同作用的结果,CASE2没有明显的大尺度环流系统,主要是由局地地形诱发的降水过程;CASE1具有水汽供给充足,降水发生前大气中层结明显不稳定、对流有效能量大(1064.84 J·kg^-1)、水平风的垂直切变强（27.6 m·s-1）、理查森数（Ri）小于0和垂直上升运动强烈等特点,这有利于产生大范围持续性的降水过程;而CASE2过程中的层结较CASE1的稳定,MCAPE的最大值为546.15 J·kg^-1,约为CASE1的一半,水平风垂直切变最大值为17.37 m·s-1,远小于CASE1的值,...     

集合预报误差在GRAPES全球四维变分同化中的应用研究Ⅱ：参数选取与数值试验

研究的第一部分讨论了如何有效应用集合预报误差的科学方案,确定了集合预报误差在GRAPES（Global Regional Assimilation and PrEdiction System）全球4DVar（four dimensional variational data assimilation）中应用的分析框架。在此基础上研究了针对集合预报误差实际应用于GRAPES全球4DVar,解决接近或超过100个集合样本数时高效生成的计算效率问题,以及与GRAPES全球4DVar匹配的同化关键参数确定问题。选择基于4DVar的集合资料同化方法生成集合样本,通过将第1个样本极小化迭代过程中产生的预调节信息用于其他样本极小化做预调节,将计算效率提高了2倍。通过时间错位扰动方法增加集合样本数,实现集合样本增加到3倍。对集合方差进行膨胀,并选择水平局地化相关尺度为流函数背景误差水平相关的1.4倍。通过批量数值试验方法确定背景误差与集合预报误差的权重系数,对60个集合样本当集合预报误差权重为0.7时预报效果最好。对北半球夏、冬两季各52 d的批量试验表明,对于南、北半球En4DVar （ensemble 4DVar）较4DVar的改进在冬季主要集中在700—30 hPa,而在夏季主要集中在400—150 hPa。赤道地区受季节影响较小,En4DVar对位势高度、风场与温度的改进都较为明显,且经向风场的改进最为显著。文中研发的集合预报误差在GRAPES全球4DVar中应用的方法合理可行。      

粗大误差在船坞围堰安全施工监测中的运用与分析

船坞监测数据对船坞围堰的正常施工起着非常重要的作用,但是由于各种不正确的因素导致监测数据与实际情况不符,而这些异常测值不能通过直观的方法进行剔除,从而对船坞围堰的安全施工监控产生较大的影响,必须进行判断和处理。分别介绍了3σ（拉伊达）、Grubbs（格罗布斯）、Dixon（狄克逊）3种常用排除粗大误差的准则,并应用于具体的船坞围堰安全施工监测。结果表明,这些准则能快速、方便、有效地排除异常测值,为船坞围堰安全施工提供帮助。     

双误差回归模型在ICP-MS测定饮用水中锶的不确定度评定的简化应用

在计算电感耦合等离子体质谱法测定饮用水中锶的浓度(x)时,由于标准系列配制和仪器检测过程中信号(y)漂移产生的不确定度会传递给最终的计算结果。普通的一次或多次线性拟合结果不能真实地反映对于x、y值都含误差的数据拟合情况。文章对标准曲线进行了双误差回归计算,从双误差回归线性方程推导出校准曲线拟合过程产生不确定度的计算公式,建立了方法检出限与曲线拟合参数(x、y、曲线截距和斜率)及其相关不确定度之间的关系式,依据误差连续传递公式及不确定度分量计算公式简化了合成不确定度的表达式。从合成不确定度计算公式中可得出,水样中锶含量的浓度越低,其对应的不确定度越大;标准系列配制过程不细致、仪器灵敏度低,方法检出限越差,与实际测试情况符合。     

电性源瞬变电磁响应计算中的误差研究

电偶源瞬变电磁测深具有工作效率高,对地电断面分辨能力强的特点,越来越受到地球物理学家的关注。但在电偶源测深时直接将具有一定长度的接地导线看作偶极子源会带来一定的计算偏差,影响了探测精度。偶极子响应近似解与精确解存在一定的误差,这里分析这些近似可能带来的计算误差。时域与频域的转换过程在目前的数值计算手段下还无法做到完全的无误差,通过均匀半空间下的场值响应解析解和采用目前常用的线性数字滤波方法计算的均匀半空间的场值响应进行对比,分析使用数值计算方法计算层状介质场值响应可能存在的计算误差。同时,在常规电偶源测深时,往往采用远区场计算公式,以满足偶极子近似的条件。远区场公式的推导过程中存在着幂级数展开的近似,通过对各展开项的分析,指出该近似过程可能得到的计算误差,最后,针对各种计算误差的存在,提出了新的研究方向和思路。     

对电感耦合等离子体质谱法测定的地下水中Ag元素不确定度的评定

采用不确定度连续传递模型,对电感耦合等离子体质谱法测定的地下水中Ag元素的不确定度进行评定。采用双误差回归的方式对标准曲线进行拟合,通过计算出各分量的不确定度,合成得到测量结果的总不确定度。当实际样品中Ag的含量较低时,其曲线拟合产生的不确定度影响较大,甚至成为主导因素。