基于卫星地面站天线状态预测的任务再规划

集成运行控制系统(Integrated Operation and Control System,IOCS)是极轨气象卫星地面应用系统的重要系统之一,其主要作用之一是规划多卫星地面站接收任务,确保全球资料的完整获取。当卫星地面站某个天线出现异常或不可用时,若仍按原有的任务规划进行数据接收,将直接造成全球资料的不完整,因此需要研究卫星地面站天线状态的预测和相应的任务再规划技术,从而及时发现和处理卫星地面站的天线异常、降低连续多轨数据接收失败风险,最终达到提高极轨气象卫星数据接收成功率的目的。文章设计了基于统计分析的卫星地面站天线状态预测方法,并研究了对后续系统运行改变最小、易实现和结果可复核的任务再规划方法。     

一次副热带高压控制龙卷雷达回波特征分析

利用江西WebGIS雷达拼图、单部雷达产品、常规天气、自动站和探空等资料,采用雷达气象学、天气学和中尺度分析等方法,对2020年8月21日江西省九江市都昌县出现的一次龙卷过程进行分析,结果表明：(1)龙卷发生在江西副热带高压(简称“副高”)控制下,地面温度锋区和湿度锋区为对流发生提供动力、热力和湿度梯度条件。(1)龙卷发生前,回波合并排列成短带;龙卷发生时,短带回波南端转为向南延伸发展,强回波边缘陡直,呈狭窄短带形态;60 dBZ强回波中心位于狭窄短带回波后部,都昌县龙卷产生在强回波之中。(3)龙卷回波速度场正负速度对明显,辐合较强,正负速度差值可达20 m·s^-1;低仰角正速度区面积较大,高仰角正速度面积减小。(4)反射率因子垂直剖面RCS(Reflectivity Cross Section)图上,强回波顶高在7 km以下;径向速度垂直剖面VCS(Velocity Cross Section)图上,具有速度辐合结构,达到弱切变标准。     

面向同化的探空温度数据质控参数优化及误差特性分析

针对双权重标准差法对探空温度质量控制中阈值参数不确定的问题,提出了以正态波形指标偏度和峰度为判定依据的阈值Z参数优化算法。利用2017年福建3部探空温度资料和ERA5模式再分析温度数据,对探空温度增量数据进行不同数据集质控前后对比分析总结出：峰偏值C_KS随阈值Z的分布曲线表明阈值Z偏大则会造成质控不完全,阈值Z偏小则会造成过度质控;以峰偏值C_KS所确定的最优阈值Z双权重标准差法比固定阈值的更符合模式同化系统正态分布要求,为探空温度数据在模式同化的应用提供了更好的质控方法。在质控前后温度增量分布特征上,温度观测增量总是以某一固定增量值在整个气压高度上剔除离群值,其中57.15%的离群点主要分布在0～100 hPa范围内,42.85%的离群点均匀分布在100～1000 hPa范围内,其中0～100 hPa范围内温度增量绝对值大于10℃的异常点是由于温度传感器受太阳辐射等因素影响超出了正常探测误差范围,这些异常点可以在质控前提前剔除,进一步提升探空温度数据质量。     

数值天气预报中的两类反问题及一种数值解法──理想试验

针对数值预报中产生误差的两个来源提出了数值预报中存在着两类反问题。并在一维的非线性平流扩散方程上，用共轭方程的解法对提出的两类反问题作出了理想场的数值试验。试验结果表明，这种解反问题的方法非常有效。它利用＂观测资料＂所包含的时间演变的信息确定出了方程的初值或方程中误差订正项的空间分布状况。而且无论对＂观测资料＂的超定还是欠定都能得出较有意义的结果。因而有很大的利用前景。     

棉花耗水规律和灌溉随机控制

根据5年田间试验资料,分析了棉花产量与耗水量的抛物线关系,确定了棉花最佳耗水量;根据棉花植株在不同土壤湿度情况下气孔阻力、蒸腾强度和蕾铃脱落率的变化,确定了不同生育阶段的适宜水分指标和干旱指标。在此基础上,研制了棉花灌溉随机控制模型,可以动态预报棉田土壤有效水分含量和实际蒸散量,并从经济效益和水分利用效率的角度提出优化灌溉决策。     

Neuro‐control of seismically excited steel structure through sensitivity evaluation scheme

The neuro‐controller training algorithm based on cost function is applied to a multi‐degree‐of‐freedom system; and a sensitivity evaluation algorithm replacing the emulator neural network is proposed. In conventional methods, the emulator neural network is used to evaluate the sensitivity of structural response to the control signal. To use the emulator, it should be trained to predict the dynamic response of the structure. Much of the time is usually spent on training of the emulator. In the proposed algorithm, however, it takes only one sampling time to obtain the sensitivity. Therefore, training time for the emulator is eliminated. As a result, only one neural network is used for the neuro‐control system. In the numerical example, the three‐storey building structure with linear and non‐linear stiffness is controlled by the trained neural network. The actuator dynamics and control time delay are considered in the simulation. Numerical examples show that the proposed control algorithm is valid in structural control. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

广西中强地震迁移的探讨

据广西有史记载的地震资料表明:广西的中强地震存在明显的迁移规律。即逐步地由桂东北向桂西南迁移的规律。     

Evolution of scouring process downstream of grade‐control structures under steady and unsteady flows

For many incised channels, one of the most common strategies is to install some hard structures, such as grade‐control structures (GCSs), in the riverbed to resist further incision. In this study, a series of experiments, including both steady and unsteady flow conditions, were conducted to investigate the scouring process downstream of a GCS. Three distinct phases, including the initial, developing and equilibrium phases, during the evolution of scour holes were identified. In addition, a semi‐empirical method was proposed to predict the equilibrium scour‐hole profile for the scour countermeasure design. In general, the comparisons between the experimental and simulated results are reasonably consistent. As the studies on temporal variation of the scour depth at GCSs caused by floods are limited, the effect of flood hydrograph shapes on the scour downstream of GCSs without upstream sediment supply was also investigated experimentally in this study. Based on the dimensional analysis and the concept of superposition, a methodology is proposed to simulate the time evolution of the maximum scour depth downstream of a GCS for steady flows. Moreover, the proposed scheme predicts reasonably well the temporal variations of the maximum scour depth for unsteady flows with both single and multiple peak. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

综合一致性质量控制方法及其在气温中的应用

由于历史逐日气温资料在气候分析、气候变化研究中的基础性作用,其数据质量状况日益受到关注。利用邻近参考站日平均气温、最高气温和最低气温资料及线性回归模型,设计了基于线性回归数据估计方法的质量检查算法,该算法同时包含了时间一致性和空间一致性两种检查方法。通过数据植入误差检测以及与单一空间回归检查方法的比较,该算法的错误数据检测性能较高,可检测出与正确日气温数据相差3℃左右的可疑值。在该算法的基础上,研制了综合一致性数据质量控制方法,该方法具有以下特点:第一类错误发生率较低;保持了时间、内部和空间一致性的逻辑关系;参考了天气因素。因此,与一般的数据质量控制方法相比,综合一致性数据质量控制方法具有较高的错误数据检测性能。经过在华中区域湖北、湖南和河南三省251个站1961—2009年逐日气温资料的应用,取得了较好效果。各要素奇异值检出率平均气温为0.001%,最高气温为0.05%,最低气温为0.04%。     

大气本底站反应性气体观测数据处理系统功能设计及实现

基于反应性气体多年观测的较为成熟的数据处理和质量控制方法,采用模块化功能结构设计,通过应用Visual Studio开发平台并结合MAP WinGIS等空间和时间显示控件,对反应性气体观测数据处理系统进行了设计和开发.系统实现了观测数据在空间和时间上的可视化显示,实际业务应用表明,具有良好的人机交互和数据处理能力,具备一定的数据统计分析功能.实现了对大气本底站反应性气体观测数据的统一管理和综合处理,已成为大气成分观测数据质量控制业务系统的一个重要组成部分.