航空遥感稳定平台的模型参考自适应控制

针对航空遥感惯性稳定平台中所受到的不平衡力矩等所引起的成像载荷不稳定导致无法获取高分辨率遥感数据的问题,提出了在平台控制系统中应用基于模型参考的自适应比例-积分-微分控制方法。根据需求设计出参考模型,将参考系统输出与实际系统输出之间的误差输入到自适应PID调节器,实时调整PID参数,对误差进行实时校正,以达到抑制不平衡力矩扰动、提高稳定平台稳定精度的目的。对所提出的模型参考自适应控制方法进行了仿真验证,结果表明:相对传统PID方法,模型参考自适应控制器对偏心力矩等主要干扰具有很好的抑制作用,系统输出能够很好地跟踪姿态变化,系统稳定精度得到显著提高。     

基于GIS技术的河流污染动态模拟系统

本文论述了稳态均匀流场中的一维河流水质扩散模型,并在此模型的基础上,基于GIS二次开发技术开发了河流污染动态模拟系统。该系统以乐山市涌斯江支流段的地理底图及基本数据为例,实现了对河流污染情况的动态模拟。通过对该系统的一系列操作,可以对河段任意位置污染物浓度进行自动查询和修改,从而为河流水质污染的监测和管理提供可视化参考依据。     

实施低碳水泥标准的影响及协同减排效果分析

采用MAP-CGE模型,模拟了我国水泥行业实施低碳水泥标准对不同生产工艺产出、能耗及污染排放的影响,测算了对其边际减排成本和均衡价格的影响,分析了对不同污染物的协同减排效果。模拟结果表明：实施低碳水泥标准有利于水泥生产工艺的升级换代,并有助于水泥行业节能减排;在现有技术水平下,水泥行业在减排1 t CO2的同时将带来约1.17 kg的SO2减排量和4.44 kg的NOx减排量;实施低碳水泥标准对于水泥行业控制NOx排放很有利;但水泥行业也需承担减排成本并导致其均衡价格的小幅上升。     

一次江淮气旋大暴雨的诊断分析和数值模拟

利用ERA Interim Daily的0.5°×0.5°资料对2011年6月9—10日的一次江淮气旋大暴雨天气过程进行天气学分析。结果表明:江淮气旋和低空急流是本次大暴雨过程的主要影响系统;高空200 hPa西风急流右侧的上升支和锋面的抬升作用提供了动力条件;低空西南急流提供了水汽条件,此次过程对流条件较好,具有较大的对流有效位能(Convective Available Potential Energy, CAPE);大气的对流不稳定性远大于斜压性,强降水发生在湿位涡正负值过渡的等值线密集带附近。过程最强降水时段由一次长生命史的中尺度飑线过程导致,利用WRF v3.9可以进行较好地模拟。研究飑线的环境条件和结构特征发现,环境大气具有较大的CAPE值和较小的对流抑制能(Convective Inhibition Energy,CIN),有利于对流的触发;较强的0~3 km垂直风切变,有利于飑线的维持;尽管冷池较浅薄,但冷池出流的抬升作用有利于对流的触发和飑线的维持。     

Changes in air pollutants during the COVID-19 lockdown in Beijing:Insights from a machine-learning technique and implications for future control policy

基于2015-2020年北京35个环境空气站和20个气象站观测资料,应用机器学习方法(随机森林算法)分离了气象条件和源排放对大气污染物浓度的影响.结果发现,为应对疫情采取的隔离措施使北京2020年春节期间大气污染物浓度降低了35.1％-51.8％;其中,背景站氮氧化物和一氧化碳浓度的降幅最大,超过了以往报道较多的交通站...     

井冈山森林火灾与气象条件的相关分析

根据江西井冈山森林火灾资料,利用一元回归和逐步回归分析方法,对井冈山1991—2000年森林火灾发生期间的连旱日数、降水量、相对湿度、气温、风速5个主要气象指标进行分析,将各指标分别与火灾发生次数、森林受害面积进行回归计算,建立了利用连旱日数和降水量预测森林火灾受灾面积及发生次数的数学模型。模式运算结果表明,当火灾发生前15 d连旱日数增加时,火灾次数增加;当火灾发生前15 d连旱日数增加、降水量减少时,火灾面积增加。     

不同季节海温与中国夏季降水的时空特征分析

利用季降水异常的典型集合相关降水模式,分析了不同时段和不同区域的海温场与我国夏季（6～8月）降水之间的时空分布特征。结果表明：各大洋区海温存在着明显的季节、年际和年代际变化。与中国夏季降水相联系的印度洋海温的分布特征与季节有关,存在明显的偶极和单极分布形式,这种海温的异常变化对我国夏季纬向或经向雨带有一定的影响,全球特定的海温分布可以作为中国夏季旱涝预报的信号因子。不同季节海温和中国夏季降水在1970年代末都经历了一次突变,说明海温的季节差异对中国夏季降水的影响明显地受到海洋年代际基本态的制约。     

Analytic Study on Potential Instability and Spiral Structure of Rain Clusters

This paper presents a study on potential instability and spiral structure of unstable rain clusters.First,we develop a linearized non-axisymmetrical mathematic model for rain clusters in circular cylindrical coordinates and acquire its analytic solution.Second,we discuss the potential instability of non-axisymmetrical rain clusters.Finally,we conclude that spiral structures can exist in rain clusters.Our analysis indicates that potential instability occurs when humid stratification coefficient is less than zero.Unstable growth rate increases with the increase of the absolute value for humid stratification coefficient.The simpler the vertical structure of perturbation,the thicker the inversion layer;additionally,the smaller the radius of the rain clusters,the larger the unstable growth rate.Simulation results agree well with those from observation and forecast.The spiral structure simulated by our model is similar to a radar echo,suggesting that rain clusters with spiral structures can occur in the atmosphere.In addition,they are generally close to the model solution in this work.     

保定地区雷电分布特征及短时预警模型分析

根据保定市近2002—2011年18个地面观测站的雷暴日资料,分析研究了保定市雷电活动的时空分布特点。在此基础上利用保定市11部大气电场监测仪组网实时监测数据,找出电场幅值和上升率两个预警因子确定预警阈值,建立保定雷电短时预警模型。通过对36个雷电样本进行检验：提前30分钟预警的准确率达到60%,前20分钟达到74%,提前10分钟达到88%。结果表明,随着时间临近其预警准确率明显提高,对雷电短时预警具有很好的参考价值。     

基于CMA-MESO冰粒子含量的雨雪相态判据应用

利用中国气象局中尺度模式(CMA-MESO)云降水物理直接输出的水凝物混合比, 确定基于冰相水凝物占比的雨雪相态判据, 并应用于2023年1月14—15日我国大范围降水过程的雨雪相态判别。结果表明:该判据明显改善了基于温度和高度场的厚度判据对我国东部地区雨夹雪范围判别偏大、对分散性雨夹雪漏报的问题, 6~18 h时效雨夹雪预报TS评分较厚度判据提升75%~100%, 24 h时效降雪预报TS评分较厚度判据提升67%;对全国雨雪范围判别合理, 对小范围雨夹雪具有指示作用;对全国3~36 h时效降雨、降雪和雨夹雪预报TS评分为0.76~0.62, 0.69~0.63和0.11~0.08;对降雨和降雪存在一定空报和漏报, 对24 h时效雨夹雪空报明显;对相态转换过程有较好指示效果, 判别代表站相态转换开始时间误差为1~2 h, 对我国东部地区代表站的相态转换和雨夹雪持续时间判别优于厚度判据, 基于厚度判据雨夹雪预报持续时间偏长。研究结果可为雨雪相态业务预报提供客观预报产品参考。