集合敏感性分析在北半球中纬度高影响天气中的应用

总结回顾了集合敏感性分析(ESA)在诊断中纬度高影响天气预报不确定性中的应用。作为一个简单高效且不需要大量计算资源的方法,集合敏感性分析主要被应用在中纬度气旋、台风或飓风的温带转换,以及在强对流过程中诊断预报误差和不确定性的来源。集合敏感性方法极有灵活性,可以根据实际需要改变不同的预报变量和初始场。在对2010年美国东岸圣诞节暴风雪的分析中,集合敏感性分析通过三种形式来诊断了预报不确定性的初值敏感性,即基于EOF分析的敏感性、预报差别的敏感性,以及基于短期预报误差的向前积分敏感性回归。三种方法证实气旋路径的不确定性主要和位于美国南部大平原的短波槽初始误差相关。此外,气旋强度的不确定性还和产生于北太平洋向下游延伸的罗斯贝波列相关。集合敏感性分析方法对于分析中纬度气旋的不确定性、诊断初值敏感性、分析误差发展机制都非常有效。集合敏感性分析也被应用于分析台风/飓风的温带气旋转换过程的不确定性。在对2019年美国首个主要登陆台风Dorian的分析中发现,加拿大CMC的集合预报主要不确定性来自于强度的不确定性,而这个不确定性与初始时刻的大尺度环流型有关,较连贯的信号可以追溯至东北太平洋的前倾槽。而NCEP和ECMWF的不确定性主要在于气旋位置的东北—西南向移动,而敏感性主要和飓风系统本身(即其北部低压区和中纬度槽)的锁相有关。分析结果进一步验证了集合敏感性分析对诊断模式之间的不一致性,以及模式成员之间不一致性的不确定性来源和发展过程的可靠性。集合敏感性分析方法综合了集合预报、资料同化和敏感性分析,因此对于资料同化技术改进、诊断模式误差(或者缺陷)、附加(目标)观测最优策略,以及评估观测对预报的影响等都有重要意义。同时可以更有效地利用集合预报信息,帮助预报员提高情景意识,最终减少高影响天气预报中的决策失误。     

贵州省开阳县斜坡地质灾害孕灾因子敏感性分析

开阳县地质条件复杂，区内山地灾害频发，在进行野外地质灾害调查的基础上，选取高程、坡度、坡向、工程岩组、斜坡结构、断层、水系、归一化植被指数（NDVI）8个影响因子作为斜坡地质灾害孕灾因子。基于GIS平台，采用确定性系数模型（CF）进行开阳县斜坡地质灾害孕灾因子敏感性分析，并通过敏感性指数（E）分析各因子对开阳县斜坡地质灾害的敏感性大小。结果表明:在高程515~993 m、坡度20°~50°、坡向为东南、西和西北向、软质岩组、顺向坡地区、距断层1 000 m以内、距河流800 m以内、NDVI值处于-0.098~0.181的区域，为开阳县地质灾害敏感区；坡度、岩性、坡向、距河流距离、距断层距离、高程6个因子为开阳县地质灾害的主要控制因素，NDVI和斜坡结构具有较低的敏感性；进一步分析表明，NDVI敏感程度很可能受高程1 288~1 664 m区间和北向坡向限制；斜坡结构敏感性主要受坡向东、西2个方向限制。研究成果可为开阳县地质灾害的防灾减灾工作提供参考。      

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性研究

应用度日物质平衡模式对天山乌鲁木齐河源１号冰川物质平衡及平衡线高度对气候变化的敏感性进行了研究．结果表明,位于大陆性气候区且具有暖季补给特征的乌鲁木齐河源１号冰川物质平衡对气候变化的敏感性要小于海洋性冰川,升温１℃或增加２０％的降水可引起平衡线上升８１ｍ或下降３１ｍ．此外,气温与降水在物质平衡形成过程中的作用是不同的,气温引起物质平衡剖面以旋转方式变化,而降水可导致其平移方式的响应．若未来升温２℃时,即使降水增加３０％,１号冰川向负平衡变化仍然不能得到遏制．     

安塞油田长6储层伤害的地质因素分析

通过对陕北安塞油田长。储层的岩性、物性、孔隙结构、填隙物成分及地层流体性质的分析和研究,探讨了油田勘探开发过程中引起长。储层潜在性伤害的主要地质因素,认为砂岩中的敏感性矿物,尤其是酸敏性矿物是导致长。储层伤害的主要原因,孔隙结构及流体性质也可引起一定程度的储层伤害。在油田开发过程中,建议通过控制注入水的水质标准,或向地层中注人粘土稳定剂、铁离子稳定剂等方法来预防或减轻可能出现的储层伤害。     

1991年夏季持续性异常环流的共轭敏感性分析

在共轭敏感性分析的基础上发展了最敏感扰动的概念。用共轭模式对江淮流域大水1991年东亚夏季环流的持续异常特征,包括乌拉尔阻塞高压、鄂霍次克海偶极子型阻塞以及副热带高压的变动过程进行了分析,分别得到了对这些过程影响最大的初始扰动。结果从新的角度揭示了这些系统最重要的影响因子,也显示了共轭敏感性分析方法在大气环流物理过程诊断中的有效性和应用前景。     

镇泾油田低渗透油藏岩石渗透率应力敏感性研究

对镇泾油田低渗透油藏岩石进行了渗透率应力敏感性实验研究,并对其进行了应力敏感性评价。实验是在一定围压下,通过降低和增加内压的方式完成的,共进行了2个围压下的变内压实验。实验结果和应力敏感性评价结果表明,镇泾油田低渗透油藏不存在渗透率强应力敏感性,在原始地层压力条件下,衰竭式开发对地层的渗透率几乎没有影响,注水开发对地层的渗透率会有一定程度的改善。同时,通过对有效应力定律方程的研究,得出渗透率有效应力系数为常数且值很小,这从机理上解释了镇泾油田低渗透油藏岩石的渗透率对应力不敏感的原因。     

陕北能源化工基地采煤对地下水资源的影响及对策

陕北能源化工基地侏罗纪煤田是中国煤炭工业战略西移的首选基地,采煤引起的地下水资源及生态环境响应的研究是一个不可逾越的课题。从分析水文地质工程地质条件入手,将煤田区划分为7个水文地质结构类型和5个含水系统,按照排泄基准面进一步将含水系统划分若干地下水流子系统。在经验公式和数值法预测结果的基础上,综合考虑研究区实际,提出了本区能够保障生态、水资源和采煤安全的冒裂带高度为240 m,"三带"安全高度为300 m,并据此将煤采区划分为非导水区、无水导水区、贫水导水区和富水导水区。从水资源的角度提出了"保水采煤"、"煤水共采"和"含水层再造"的煤炭资源开发近期和中远期对策。     

WEP模型全局参数敏感性分析及其在汉江上游流域的应用

水文模型敏感性分析是用来确定控制模型效率关键参数非常有效的过滤工具之一,并可以帮助理解模型结构,乃至发现模型的结构缺陷,从而有可能改善模型结构.本文通过将全局敏感性分析方法的LH-OAT方法应用到WEP-L模型.并在汉江上游向家坪以上流域进行了成功应用.研究发现.通过LH-OAT方法分析,对于汉江上游向家坪以上流域,河道曼宁糙率和坡面曼宁糙率是影响NaSh效率系数最重要的参数.通过对这两个参数的手动调参,模拟的日Nash效率系数从0.35提高到0.75.     

疏勒河流域农业水土资源时空匹配特征分析

水土资源是农业生产最重要的基础性资源,其空间的合理有效配置有利于资源的充分利用和区域可持续发展。以疏勒河流域为研究对象,基于水足迹理论核算流域农业生产水足迹变化规律,采用基尼系数和空间错配模型定量评估研究区2000—2020年农业水土资源的时空匹配动态趋势及其敏感性。结果表明：（1）2000—2020年疏勒河流域农业作物生产水足迹和作物种植面积总体呈波动下降趋势,作物生产水足迹峰值出现在2007、2018年,作物种植面积峰值出现在2009、2018年;流域年均蓝水足迹贡献率达90.9%,且与绿水足迹呈互补关系,表明蓝水是疏勒河流域农业用水的主要来源。（2）农业水土资源的空间匹配程度逐渐提高,总体处于较匹配的状态;蓝、绿水足迹与作物种植面积的空间不匹配程度逐渐得到改善,空间分布中均呈现出中部高、四周低的特点。（3）作物种植面积对作物生产水足迹变化呈中、高度敏感性的地区数量不断增加趋势。     

The Observed and Simulated Major Summer Climate Features in Northwest China and Their Sensitivity to Land Surface Processes

Northwest China （NWC） is a typical arid and semi-arid region. In this study, the main summer climate features over NWC are presented and the performance of an atmospheric general circulation model （NCEP GCM/SSiB） over this region is evaluated. Satellite-derived vegetation products are applied in the model. Based on comparison with observational data and Reanalysis II data, the model generally captures major features of the NWC summer energy balance and circulation. These features include： a high surface tem- perature center dominating the planetary boundary layer; widespread descending motion; an anticyclone （cyclone） located in the lower and middle （upper） troposphere, covering most parts of central NWC; and the precipitation located mainly in the high elevation areas surrounding NWC.
The sensitivity of the summer energy balance and circulation over NWC and surrounding regions to land surface processes is assessed with specified land cover change. In the sensitivity experiment, the degradation over most parts of NWC, except the Taklimakan desert, decreases the surface-absorbed radiation and leads to weaker surface thermal effects. In northern Xinjiang and surrounding regions, less latent heating causes stronger anomalous lower-level anticyclonic circulation and upper-level cyclonic circulation, leading to less summer precipitation and higher surface temperature. Meanwhile, the dry conditions in the Hexi Corridor produce less change in the latent heat flux. The circulation change to the north of this area plays a domi- nant role in indirectly changing lower-level cyclonic conditions, producing more convergence, weaker vertical descending motion, and thus an increase in the precipitation over this region.