黄河源高寒湿地-大气间暖季水热交换特征及关键影响参数研究

湿地是由陆地和水体形成的自然综合体,具有重要的生态、水文和生物地球化学功能,黄河源高寒湿地作为黄河重要的水源涵养区,对其下垫面水热交换特征及关键影响参数的研究具有非常重要的意义。本文利用中国科学院西北生态环境资源研究院麻多黄河源气候与环境变化观测站2014年6~8月观测资料,分析了黄河源区高寒湿地-大气间暖季水热交换特征,并利用公用陆面模式（Community Land Model,简称CLM）模拟了热通量变化,提出针对高寒湿地的粗糙度优化方案。主要结果如下:（1）暖季向上、向下短波与净辐射的平均日变化规律一致,向上、向下长波平均日变化平缓,地表温度升高相对于向下短波具有滞后性,潜热通量始终为正值并大于感热通量;（2）温度变化显著层结为20 cm以上土壤浅层,存在明显的日循环规律,土壤中热量09:00（北京时,下同）下传至5 cm深度,温度升高,11:00至10 cm深度,13:00至20 cm深度,18:00后开始上传,温度降低,40 cm及以下深度受此影响较小,热量在土壤中整体由浅层向深层输送;（3）土壤湿度平均日变化小,5 cm深度为土壤湿度最小层,10 cm深度为最大层;（4）麻多高寒湿地动力学粗糙度Z_0m在暖季变化稳定,可作为常数,Z_0m=0.0143 m;（5）提出更加适合高寒湿地下垫面暖季附加阻尼kB-1参数化方案,使得热通量模拟效果较CLM原始方案有所提高。以上结果对于研究湿地下垫面陆面过程具有重要意义。     

陆面气象要素非均匀分布对模式计算的影响及其参数化初步探讨

为改进陆面过程的参数化，初步探讨了模式中陆面气象要素次网格尺度不均匀性分布对模拟计算结果的影响。应用平均化方法初步探讨陆面过程的参数化，并分析了气象要素次网格尺度不均匀性分布对计算结果的影响特征。结果表明，次网格尺度不均匀性分布对模式的计算结果会产生一定的偏差，可用平均化方法对陆面过程次网格尺度不均匀性分布进行初步参数化。     

不同物理过程参数化对模式台风的影响及其动力结构的研究

文章介绍了国家气象中心的台风路径数值预报模式（以下简称台风模式）,在不同物理过程参数化下的数值试验及其结果的诊断分析。对1992年第10号热带气旋和1996年第8号热带气旋个例的数值试验结果表明,该模式能较好地预报热带气旋移动路径和登陆地点,且考虑复杂物理过程的台风模式较简单过程的模式能更好地描述热带气旋中心附近高低层的热力状况。研究还发现,500或700 hPa湿位涡第一项MPV1负值中心的绝对值大小的变化可反映热带气旋的强弱;且850 hPa上升运动最大中心的位置对未来6～12 h热带气旋的移向有较好     

台吉营子金矿三维建模及储量估算

三维矿山地质模型能够完整准确地表述各种地质现象,直观展现地质空间分布及相互关系并为矿山动态管理和合理利用资源提供依据。利用3DMine矿业工程软件,整理并数字化台吉营子金矿大量地质勘探资料,探索并建立了矿区地表模型、1号矿体模型、探矿工程模型,实现了矿区三维数据的可视化。在构建矿体模型基础上,对1号主矿体进行探索性储量估算。     

陆面过程模式的研究进展简介

陆面过程是影响大气环流和气候变化的基本物理、生化过程之一。根据陆面过程研究的发展进程,介绍了三代陆面过程模式的不同特点和发展历程,指出在未来陆面方案中,引入光合作用和碳循环,可以更加真实地反映土壤、地表、大气、生物圈相互作用。陆面过程模式发展应该着眼于综合并且动态考虑植被类型变化、光合作用、碳循环和水循环的真实水文生化模型建立,将有效增强对气候变化的研究,提高天气预报模式的准确率。     

线性回归模型的最小二乘法基本假设在Z-I关系拟合中的应用

由于z-I关系的非线性,线性回归模型中常规最小二乘法的一些基本假设在拟合过程中无法满足.研究表明使用不同的计算方法,同样的数据可能得到差异明显的A、b值.本文从常规最小二乘法基本假设入手,通过2006年大连地区两次降水过程的回波和雨量资料,对不同Z-I回归模型中关于误差项的物理意义、期望和方差进行比较,提出在Z-1拟合中采用加权最小二乘法.     

辐射参数化对海南岛海风雷暴结构模拟的影响

本文利用高分辨率WRF模式探讨了两组短波、长波辐射参数化方案(Dudhia+RRTM、RRTMG+RRTMG)对海南岛一次海风雷暴模拟的影响及其可能的物理机制.结果表明,辐射参数化能影响大气的加热程度和近地面能量,决定海陆温差和气压差,改变海南岛的海风特征,最终影响海风雷暴的发生发展.Dudhia+RRTM方案模拟的短波、长波综合加热率、感热通量以及潜热通量都大于RRTMG+RRTMG方案,造成了前者模拟的近地面能量偏高,大气层结也表现得更加不稳定,进而使得该方案下的海陆温差和气压差相对较大,Dudhia+RRTM方案模拟的海风明显强于RRTMG+RRTMG方案,能提供更好的水汽输送和抬升条件,有利于海风雷暴的发生发展,因此其模拟的雷暴活动范围和对流中心强度都要大于RRTMG+RRTMG方案.     

微物理过程参数化方案对辽宁一次暴雪的数值模拟差异分析

利用WRFv3.9.1中尺度数值模式,采用Lin、WSM6、Thompson、WDM6四种微物理过程参数化方案对2007年3月4日辽宁特大暴雪过程进行了数值模拟研究。使用61个国家级气象站降水观测资料,评估了模式对此次降水过程的模拟能力,对比分析了不同微物理过程参数化方案模拟降雪过程中相态变化和水成物空间分布的差异。结果表明:4种微物理过程参数化方案均能模拟出与CloudSat卫星反演反射率分布相接近的结果,其中Thompson方案模拟的回波顶更高,向北伸展的范围也更大,其他3种方案回波顶高均在8 km附近。4种方案对降水落区的模拟略有差异,整体来看WSM6方案对本次降水的极值中心位置,以及不同降水量级的TS评分整体都优于其他3种参数化方案。降水相态模拟与观测的对比分析发现,WSM6、Lin和WDM6三种方案均能够模拟出雨雪分界线不断南压的过程且雨雪分界线位置准确,而Thompson方案对辽宁南部地区雨转雪时间模拟偏晚。从云微物理特征上看,4种方案均能模拟出大气低层存在的雨水粒子,其中WDM6方案模拟的雨水含量明显较其他3种方案更多,Thompson方案模拟出更多的雪粒子和最少的霰粒子,Lin方案霰粒子南北范围广、伸展高度高,WSM6和WDM6两种方案模拟出较少的霰粒子,这两种方案模拟的云冰高度也更低,正是各种水成物空间分布的差异决定了不同微物理过程参数化方案对降水量和降水相态模拟的差异。      

基于地质统计学的NDVI图像估值技术

将疏采样后的NDVI图像作为未受云层影响的已知数据,分别用普通克里格、泛克里格、指示克里格和序贯指示模拟对NDVI图像进行恢复并比较其效果。研究发现,各种克里格法对NDVI图像的估值效果由高到低依次为泛克里格、普通克里格、指示克里格,通常计算方便的普通克里格法就能够满足图像恢复所要求的精度;普通克里格方差和泛克里格方差只能反映数据的构型,不能很好地衡量估值图像的不确定性,指示克里格的条件方差的分布和实际误差的分布基本一致,能够较好地衡量估值图像的不确定性,并且其大小与NDVI影像数据的不确定性大小的分布一致。序贯指示模拟得到的多个等概率实现表现出很大的空间变异性,多个实现的均值图像光滑效应明显,估值精度不高,但是多个实现的方差分布可以很好地表征空间数据的不确定性分布。     

南极普里兹湾营养盐消耗及新生产力的估算

研究了ＣＨＩＮＡＲＥ－６和ＣＨＩＮＡＲＥ－９普里兹湾内营养盐的分布及变化,采用化学质量平衡方法估计了该海区新生产力的大小。结果表明在ＣＨＩＮＡＲＥ－６期间,ＮＯ３－Ｎ、ＰＯ４－Ｐ、ＳｉＯ３－Ｓｉ消耗分别为１０６４．８、６９．２、２１９６．９ｍｍｏｌ／ｍ２,ＮＰ、ＳｉＰ吸收比分别为１５．３、３１．７,平均新生产力为９９２．４ｍｇＣ／（ｍ２ｄ）。在ＣＨＩＮＡＲＥ－９期间,ＮＯ３－Ｎ、ＰＯ４－Ｐ消耗分别为５５１．９、４１．２ｍｍｏｌ／ｍ２,ＮＰ吸收比为１３．４,平均新生产力３９０．１ｍｇＣ／（ｍ２ｄ）,表现出很大的季节和／或年际变化。估算的新生产力值都大于１４Ｃ测定的初级生产力值,表明普里兹湾海区夏季有很大的新生产力。元素吸收比和外海测定值不同,表明营养盐的吸收和循环在南极海区有很大的区域差异性。