暴雨模拟中多普勒雷达径向速度变分同化的应用

针对2008年6月广东地区的一次强降雨过程,利用WRF中尺度数值模式及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),进行了多普勒雷达径向速度变分同化对暴雨过程模拟效果影响研究。结果表明:WRF-3DVAR能够有效地同化多普勒雷达径向速度,同化后的主要影响在于改进了初始动力场,使得初始场包含有更详尽的中尺度特征信息,进而显著提高模式对广东局地暴雨过程的模拟效果。在高分辨率中尺度数值模式中有效地利用多普勒天气雷达资料,是提高中尺度降雨预报的关键。     

地形对于气流运动影响的数值研究

建立了二维、非静力平衡的数值模式，研究地形对上游气流的阻挡以及大振幅背风波谷与下坡风的形成。结果表明：地形的阻挡效应受地形高度、大气层结及地形非对称性等因子的影响。数值试验与理论分析都证明地形越高、层结越稳定时阻挡作用越强；同样条件下，迎风坡坡度大的地形容易对气流形成阻挡。此外，分析了地形高度、大气层结、地形非对称性以及基本入流大小对背风波谷及下坡风强度影响的规律，并通过一次实际观测对数值模拟结果进行了检验。     

霍什布拉克铅锌矿床成因研究

矿体赋存在上泥盆统坦盖塔尔组上段碎屑岩向碳酸盐岩过渡部位，具有双层结构。矿石组构具有明显的热水沉积成因特征，研究表明：矿床成矿物质主要来源于深部寒武-奥陶系的基底地层。矿床系下渗的海水和大气水混合淬取了基底丰富的成矿物质形成上升热卤水在海盆中喷流沉积而成。     

澳大利亚世纪铅锌矿床地质特征和成矿模式

澳大利亚世纪(Century)铅锌矿床赋存于中元古代劳恩希尔组页岩和粉砂岩中。矿化主要为细粒闪锌矿,其次为方铅矿和黄铁矿。大部分硫化物(80%~90%)在黑色页岩单元中以易碎的交代层状出现,被富菱铁矿粉砂岩层隔开。矿化具有2个大尺度的变化趋势,在白蚁圈断层由北东至南西,Zn品位显著降低,由南东至北西,Zn品位略有降低。层状闪锌矿主要有2种结构,多孔闪锌矿的焦沥青含量较高,无孔闪锌矿焦沥青含量较低。S同位素研究显示,整个成矿流体系统是一个封闭的储层,重S在变形与成矿事件中进一步富集。世纪矿床由变形作用驱使流体迁移到异常高压(压实作用下的)页岩层位时,页岩容矿的矿化作用形成。较热的富含金属的流体和较深盆地的卤水,使得有机质迅速成熟,最终导致硫酸盐的还原和贱金属的沉淀。     

东营凹陷潜山聚油模式

该文综合应用测井、地震、有机地球化学、薄片和储集层物性资料,以伸展盆地构造分析和油气成藏理论为指导,研究了潜山圈闭发育特征,储盖组合,油源及油气运聚条件。研究表明,太古界花岗片麻岩及下古生界灰岩风化壳是潜山油藏主要储集层;上古生界和第三系是潜山油藏的主要盖层;高青,平南潜山油源来自利津、博兴洼陷沙三段、郑家、三庄潜山油源来自利津洼陷沙四段上部;广饶,草桥潜山油源来自牛庄、博兴洼陷沙四段上部;潜山圈     

登陆北上台风暴雨突发性增强的一种机制研究

采用一个三维混合模式对1992年8月30日至9月2日一次登陆北上台风暴雨过程进行了模拟。模式可以较准确地预报出与地面倒槽相一致的地面降水位置及降水量值。模拟的台风云系结构与卫星云图比较表明,外围云场与实例云况吻合很好,验证了本模式模拟卫星云图的能力,对卫星云图预报有实际意义;暴雨突然增幅的直接原因是高层冰云与低层供水云的突然北移重叠造成的。受地面倒槽附近强烈辐合抬升的动力作用,各相态云系的分布与垂直运动紧密相关;辐合线右侧的东南低空急流为降水的增幅及维持提供水汽来源;云的相变潜热非绝热加热作用对暴雨的增幅及维持具有正反馈作用,它对暴雨维持具有积极贡献。     

两种不同减排情景下21世纪气候变化的数值模拟

利用国家气候中心最新发展的气候系统模式BCC-CSM1.0模拟了相对于B1排放情景,两种不同减排情景(De90和De07,表示按照B1情景排放到2012年,之后线性递减,至2050年时CO_2排放水平分别达到1990和2007年排放水平一半的情景)对全球和中国区域气候变化的影响.结果表明:两种减排情景下模式模拟的全球平均地表气温在21世纪40年代以后明显低于Bl情景,比减排情景浓度低于B1的时间延迟了20年左右;尽管De90减排情景在2050年所达到的稳定排放水平低于De07情景,但De90情景下的全球增温在2070年以后才一致低于De07情景,这种滞后町能与耦合系统(主要足海洋)的惯性有关;至21世纪末,De90和De07情景下的全球增温幅度分别比B1情景降低了0.4和0.2℃;从全球分布来看,B1情景下21世纪后30年的增温幅度在北半球高纬度和极地地区最大,减排情景能够显著减少这些地区的增温幅度,减排程度越大,则减少越多;在中国区域,B1情景下21世纪末平均增温比全球平均高约1.2℃,减排情景De90和De07分别比B1情景降低了0.4和0.3℃,中国北方地区增温幅度高于南方及沿海地区,减排情景能够显著减小中国西部地区的增温幅度;B1情景下21世纪后30年伞球增温在冬季最高,De90和De07情景分别能够降低各个季节全球升温幅度的17%和10%左右.     

A New Strategy for Solving a Class of Constrained Nonlinear Optimization Problems Related to Weather and Climate Predictability

There are three common types of predictability problems in weather and climate, which each involve different constrained nonlinear optimization problems: the lower bound of maximum predictable time, the upper bound of maximum prediction error, and the lower bound of maximum allowable initial error and parameter error. Highly efficient algorithms have been developed to solve the second optimization problem. And this optimization problem can be used in realistic models for weather and climate to study the upper bound of the maximum prediction error. Although a filtering strategy has been adopted to solve the other two problems, direct solutions are very time-consuming even for a very simple model, which therefore limits the applicability of these two predictability problems in realistic models. In this paper, a new strategy is designed to solve these problems, involving the use of the existing highly efficient algorithms for the second predictability problem in particular. Furthermore, a series of comparisons between the older filtering strategy and the new method are performed. It is demonstrated that the new strategy not only outputs the same results as the old one, but is also more computationally efficient. This would suggest that it is possible to study the predictability problems associated with these two nonlinear optimization problems in realistic forecast models of weather or climate.