中尺度降水集合预报随机参数扰动方法敏感性试验

中尺度降水模式预报具有很大的不确定性,为更好地描述与模式降水预报密切相关的物理过程关键参数的不确定性,基于中国气象局GRAPES（Global/Regional Assimilation and Prediction System）中尺度区域集合预报模式,从对模式降水预报不确定性有较大影响的积云对流、云微物理、边界层及近地面层等4个参数化方案中选取了18个关键参数,设计了一种随机参数扰动方案（Stochastically Perturbed Parameterization,SPP）,并通过2015年6—7月总计10 d的随机扰动集合预报试验,对比分析了SPP方案对不同物理过程参数扰动敏感性、随机场时、空尺度敏感性、能量变化特征及其集合预报效果。结果显示,对所选择的任一物理过程参数化方案增加SPP扰动后,降水及等压面要素的概率预报技巧优于无SPP扰动的预报,而扰动积云对流和边界层过程中的参数较扰动云微物理过程中的参数影响更显著,且同时扰动积云对流、云微物理、边界层及近地面层参数化方案中的18个参数的集合预报效果优于扰动任何单一物理过程中的部分参数,表明SPP方案能够有效地提高中尺度降水概率预报技巧;从能量变化特征可知,不同物理过程的参数扰动对动能、内能和总能量的影响层次和特征有所不同,但总体而言,扰动前后各项能量基本相同;随机场时、空尺度敏感性试验发现,SPP扰动随机场时间、空间相关尺度对集合预报效果有明显影响,当扰动随机场选用12 h抗相关时间及截断波数20时,集合预报结果最优。上述结果表明,SPP随机参数扰动方案不仅能够有效提高集合概率预报效果,还能够提高集合降水概率预报技巧,具有良好的业务应用与发展前景。      

GRAPES全球奇异向量方法改进及试验分析

基于总能量模的奇异向量扰动常用于构造集合预报的初始条件。以建立GRAPES（Global and Regional Assimilation PrEdiction System）全球集合预报系统为目的,基于前期研发的GRAPES全球模式奇异向量方法,在GRAPES全球切线性模式和伴随模式2.0版的框架下,开展了引入线性化边界层方案来改善奇异向量结构,并提高奇异向量计算效率的研究。通过连续试验,从奇异向量的扰动能量结构、扰动能量谱及扰动空间分布等方面,综合分析改进GRAPES全球奇异向量的结构及演变特征。试验结果表明,改进后的GRAPES奇异向量方法有效抑制了之前扰动能量在近地面层不合理的快速增长,同时,奇异向量最优扰动的结构更客观地体现了中高纬度区域大气初始条件中的斜压不稳定扰动及其演变,如在初始时刻奇异向量扰动能量主要位于对流层中层,并呈现出随高度向西倾斜的大气斜压特征;经过线性化演变,扰动能量向较大水平尺度转移,并在垂直结构上表现出向对流层高层上传及向对流层低层下传的特征等。针对GRAPES奇异向量迭代求解中伴随模式计算耗时为主的情况,改进伴随模式中广义共轭余差方案的调用方式,并采用大内存存储法来提高其计算效率,进而将奇异向量总计算时间缩短了25%。总之,改进后的GRAPES奇异向量方法,可应用于构建面向业务应用的GRAPES全球集合预报系统。      

基于WRF模式的风电场短期风速集成预报方法研究

风能始源于大气的运动,具有很大的随机性和间歇性。风速预测是风电场风功率预测的基础,其准确性具有重要的意义。对于复杂地形条件下,风速的预报一直是各国研究的难点和重点。为了提高风电场短期风速预报的准确性,本研究采用多种边界层参数化方案来集成预报风速,将各单一边界层参数化方案预报的风速及相应的实测风速数据,应用随机森林算法建立集成预报模型,对风电场的短期风速进行集成预报研究。试验结果表明,采用集成预报风速方法,预报的风速误差相比于单一边界层参数化方案预报的风速误差明显减小,对研究区域的风速、风向等气象要素有着较好的模拟效果,能够有效提高风速预报的准确率。     

基于不同分辨率和参数化方案的新疆区域数值模式性能初步评估

基于中尺度数值模式WRF,选取新疆两次强降水过程,设计3个试验方案,其中试验1为控制试验,试验2提高分辨率,试验3提高分辨率并调整物理参数化方案,初步评估不同分辨率和参数化方案对新疆区域2m温度、10m风速、降水预报的影响。结果表明:(1)提高分辨率对2m温度、10m风速模拟精度均有提高,2m温度预报精度提高约0.5℃,降低了日间温度模拟冷偏差;10m风速预报精度提高约0.5m/s,降低了风速模拟正偏差;但提高分辨率后,模式出现虚假降水预报的情况。(2)提高分辨率并调整物理参数化方案后,2m温度模拟误差略有减小,模拟偏差减小约0.2℃;10m风速模拟误差增大约0.5m/s,模拟偏差增大超过0.5m/s;对降水落区、量级的模拟精度显著提高,减小了降水中心的模拟强度,对虚假降水预报有一定修正。     

GNSS控制网方案优化与数据处理分析

GNSS布设平面控制网已在工程项目中得到广泛应用.获得满意的平差结果的前提条件为:①高质量的基线数据;②约束GNSS控制网的已知点精度足够高,使得GNSS控制网的整体精度不受已知点约束而有明显改变;③优化的平差方案;④科学严密的平差模型.通过对某项目GNSS控制网的布设进行优化设计,并利用不同软件对观测数据进行处理分析...     

一种面向动态地球磁层的数据组织模型和高效检索

随着探测和考察手段的丰富,地磁观测数据大量增长且呈现出多源、多分辨率、异构等特点．传统的语义组织模型难以支持大规模异构数据的高效存储、处理与关联分析,应建立一种面向动态地球磁层的时空数据组织模型,在提高数据检索效率的基础上兼容多检索模式,以满足数据的高效检索、呈现、分析和过程事件的演化等应用需求．本文基于漂移壳对地球磁层进行多层级时空剖分及编码,实现了地球磁层时空框架的建模;结合多卫星能量粒子探测数据及辐射带粒子通量模型数据,设计了基于该时空框架的数据重组方案,进行了数据一致性验证;基于HBase数据库及HBase协处理器技术构建了重组方案对应的物理存储模型,并设计了查询算法用于对该模型进行实验验证．实验结果表明：本文提出的数据组织模型实现了数据和时空框架之间的有效映射,极大地提高了数据检索效率,并且兼容了语义检索、时空位置检索、时空关系检索等多种模式,为动态地球磁层大规模观测数据组织与高效检索提供了一种新方案．     

认识和实践的一次飞跃

今年初,在全国国土资源管理工作会议上,徐绍史部长向全国国土资源系统提出构建保障科学发展新机制的重要战略部署。3月,中央选择国土资源部作为深入开展学习实践科学发展观活动试点,部党组将这项工作作为加快建立保障和促进科学发展新机制、全面推进国土资源管理事业改革发展的重大契机,精心策划,周密部署,认真组织,扎实工作,取得了明显成效。这凸现在两点上：     

学习《矿山环境保护与综合治理方案编制规范》之体会

山东作为一个矿业大省,矿产资源种类多、分布广,开发利用程度高,为国民经济发展做出了突出贡献。但与此同时,所引发的地质灾害及环境地质问题越发凸显。2007年5月21日,国土资源部发布了《矿山环境保护与综合治理方案编制规范》（DZT／223—2007）（以下简称“规范”）。山东省国土资源厅在总结前期矿山地质环境影响评价工作经验基础上,以“鲁国土资发[2008]70号”下发《关于开展矿山地质环境保护与综合治理方案编制工作的通知》及附件《山东省矿山地质环境保护与综合治理方案编制管理办法（试行）》,     

钱塘江强潮河段江道缩窄治理研究

对钱塘江强潮河段江道缩窄治理进行研究。首先,回顾治理方案的比选,江道全线缩窄时河轴线线路和河道宽度的确定原则,以及不同河段的指数放宽率。然后,介绍了在涌潮汹涌、滩涂淤坍变化剧烈的强潮河段,实施筑堤所采取的工程措施的步序与要点。最后,分析论证了大规模江道缩窄治理后河床、潮汐、洪水位及涌潮高度等特征值的变化。可供进一步深入理论研究和工程施工参考运用。     

象山县东海明珠岛围海工程对利益相关者的影响分析

项目用海的利益相关者,就是受到某项用海工程影响的其他海洋产业或海洋开发活动.本研究以象山县东海明珠岛围海工程为例,分析工程对主要利益相关者的影响范围和影响程度,并提出具体的协调方案和补偿措施.