基于GRAPES四维变分的静止轨道微波观测系统模拟试验研究

地球静止轨道微波观测同时具有高频次、大视场和穿透云雨的全天候观测能力,因此中国在规划第二代静止轨道气象卫星“风云四号”系列时已经明确提出对静止轨道微波观测的需求。基于中国候选的50、118、183、380和425 GHz五频段静止轨道微波辐射计载荷方案,开展了地球静止轨道微波观测系统模拟试验,理解其观测时间分辨率、频段选取和观测误差对台风预报的影响。试验基于GRAPES全球四维变分同化系统,同化静止轨道微波模拟观测资料,以2018年台风“玛利亚”和“山竹”为例分析了静止轨道微波资料同化对台风预报的影响。试验结果表明,对于静止轨道微波资料同化应用,提高观测资料的时间分辨率、增加通道数量和降低噪声水平能够有效提升台风数值预报性能。      

全球大气再分析实时资料前处理关键技术研制

针对全球实时气象数据,重点研制面向全球大气再分析的观测资料前处理关键技术,主要包括实现大量实时文件快速解析分类的数据分拣技术,实现多类气象观测要素并行解码的信息提取技术,满足同化数据格式需求和实现分级分类有效存储的自定义模板统一编码技术。关键技术已于2019年6月在国家气象信息中心业务应用,为我国第一代全球大气和陆面再分析业务提供着稳定的实时观测数据支撑。     

基于扰动模式的四维变分资料同化系统框架的设计完善和数值试验

为了建立一个应用于区域数值预报的四维变分资料同化（4DVar）系统,在近期开发的扰动预报模式GRAPES_PF基础上,开发完善增量四维变分同化系统框架。该框架中暂不包含物理过程（长短波辐射、边界层过程、对流参数化和云微物理等）。对比业务使用的GRAPES 3DVar系统,增加了温度控制变量。将无量纲Exner气压与流函数的线性风压平衡方程直接在地形追随垂直坐标面上求解,且通过广义共轭余差法（GCR）求解扰动亥姆霍兹（Helmholtz）伴随方程。利用人造“探空”资料对2015年10月台风“彩虹”进行了理想数值试验。试验结果表明,所开发的扰动四维变分同化框架得到了预期的结果,即同化更多资料并反复受到模式约束的四维变分同化系统能有效改善初值质量,进而改善区域数值预报。建立的区域四维变分同化框架合理可行,为进一步发展包含完整物理过程的区域四维变分同化系统奠定了研究基础。      

传统村落人居环境转型的系统特征、研究趋势与框架

传统村落作为中国乡村转型发展研究的重要载体之一,其人居环境是村落自然环境选址、空间功能表达、社会文化建构的综合体现,也是传统农耕文明的活态表现。论文通过界定传统村落概念、梳理传统村落人居环境内涵与系统构成、明晰传统村落人居环境转型特征与表现,从系统角度构建传统村落人居环境转型发展的研究范式。结果表明：(1)传统村落人居环境转型发展研究可从转型内涵界定、转型系统构成与表现、转型阶段划分与空间分异、转型发展路径与模式等方面展开。(2)传统村落人居环境包含主体、空间、功能3个维度,自然生态、社会文化、产业经济、地域空间、多元主体5大子系统,其各子系统转型互为依存又各有侧重,需分类施策。(3)自然生态、地域空间系统是传统村落人居环境转型传统研究范式,属于对“原生物质空间”的研究;社会文化、多元主体、产业经济系统为新近研究范式,属于对“建构性物质空间”的研究;基于问题、目标、需求导向,从系统角度综合研究转型发展则是未来人居环境研究的新趋势。     

社会—生态系统结构研究进展与网络化探索

论文运用文献调研法与归纳推理法重点梳理社会—生态系统结构的类型、特征与发展趋向,并开展网络化建模的新探索,旨在归纳社会—生态系统研究热点。综述表明,社会—生态系统研究涵盖状态、过程和响应3个基本面,状态层面的结构研究揭示了社会—生态系统结构特征与要素间作用机理,并形成了“层次式”“综合交互式”“平衡式”“协同式”“点轴网络式”“开放空间式”6种基本结构类型,但仍需引入新的结构建模思想拓宽这一方向的研究路径。论文探索性地提出了社会—生态系统六边形循环网络结构,阐明社会—生态系统是由双链嵌套循环运转的网络结构,系统性地回答了“社会—生态系统由哪些要素构成、要素之间呈现怎样的关联特征,最终形成的系统结构运行原理如何”3个基本问题。六边形循环网络遵循“点—线—网格—网络”的建模过程以及要素流组网嵌套循环原理,启示实现可持续发展应协调好社会与生态子系统之间的平衡关系。面对人地关系问题更加综合化、复杂化以及不确定性增强等趋势,论文认为社会—生态系统结构研究未来应在理论、方法和应用3个方面突破,理论上增强多学科理论融合与支撑,方法上增强多类型建模互鉴与创新,应用上增强多领域服务拓展与推广。     

基于消息通知机制的国省数据共享系统的设计与实现

为解决卫星广播传输缺陷及省级用户获取临省实时观测资料和实况分析产品等迫切的业务需求,设计并实现了基于消息通知机制的国省数据共享系统。系统基于RabbitMQ的消息机制进行业务和数据资源的整合及集成,采用多层体系架构,满足基于地面宽带的数据快速有序下载和卫星广播数据补调等国省数据共享需求,支持大容量多种数据的高速传输,支持HTTP、FTP、SFTP等多种数据传输协议。系统已经上线提供服务,实现智能网格、多源融合实况分析等25种气象资料的国省数据共享,月平均共享数据量达6.3 TB,且建立全流程监视,有效保障数据共享的时效性。     

我国风云极轨气象卫星及应用进展

我国风云极轨气象卫星数据,目前已经被应用在天气预报、气候预测、自然灾害、环境监测、科学研究等多个重要领域,为我国国民经济建设、国防建设、防灾减灾和全球许多国家的经济发展做出了重要贡献.本文介绍了我国风云极轨气象卫星的发展历程,重点阐述了目前风云极轨气象卫星在卫星数据预处理、定量产品反演、卫星资料同化等方面的应用研究进展...     

西太平洋海面风场数据集的建立及其应用

再分析风场数据至今已发展了约30年,目前人们使用区域乃至全球网格化再分析数据集愈加频繁,但风场再分析数据在强天气过程中的强度明显不足,将风场再分析数据同台风观测数据相融合是解决问题的重要途径,本文通过"构建经验台风圆形风场-叠加台风移行风场-流入角修正-叠加背景再分析风场"的基本思路,融合了西太平洋联合警报中心的所有台...     

LAPS资料在一次鄂东初夏暴雨分析中的应用

利用常规气象资料和武汉暴雨研究所实时业务运行的LAPS资料,从环流背景、影响天气系统、物理量场、干侵入等方面,对2008年初夏发生在湖北东部的一次暴雨天气过程进行了诊断分析。结果表明：这次强降雨是受西风槽与西南涡东移、地面冷锋南下的影响而发生的;暴雨初期鄂东中高层出现水汽辐合,相应地中高层相对湿度与比湿增加;低层首先出现空气质量辐合,随后高层出现空气质量辐散,低层辐合与高层辐散都比强降水发生要早;鄂东暴雨期间低层维持大量云系活动。暴雨期间有随着高度增加而向东倾斜的干侵入前沿活动,这加强了当地上空中、低层对流不稳定层结,并为强降雨发生蓄积了能量;后期由于动力性条件触发,层结转化为中性,对流发展、能量释放而产生强降雨。通过暴雨个例分析发现,LAPS资料能够比较深刻地揭示出该次强降雨发生、发展的机理。     

全民所有自然资源资产管理考核评价机制与方法研究

本文采用对比分析与归纳分析法,在明确全民所有自然资源资产管理考核评价机制定位的基础上,充分借鉴和参考现有相关考核评价制度的设计思路,围绕“考核谁、谁来考、怎么考、考什么、结果怎么定、结果怎么用”等关键问题,从考核评价对象和实施主体、考核评价方式和实施、考核评价结果应用、考核评价内容和指标体系构建、考核评价结果评定方法等方面,提出构建全民所有自然资源资产管理考核评价机制和方法的思路,为推进生态文明建设和自然资源资产产权制度改革提供支撑。