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。      

10~30 d延伸期可预报性与预报方法研究进展

10~30 d延伸期的可预报性既依赖于初始条件,也与缓变的下垫面有关,寻找延伸期时段内可预报性较高的低频特征,识别延伸期的可预报性来源及影响的物理机制是提高延伸期预报水平的关键。近年延伸期可预报性来源、热带大气季节内振荡监测预测和影响等领域的研究取得较大进展,提出和应用了动力统计相结合以及大气低频信号释用等新的延伸期预报方法。对延伸期可预报性来源及其与初值和外强迫异常的关系分析表明,海气相互作用能提高亚洲和西太平洋区域延伸期时段大气环流和要素的可预报性。热带大气季节内振荡、平流层爆发性增温以及各种次季节尺度的海气、陆气耦合作用和大气响应均为延伸期预报提供了重要的可预报性来源。由于数值模式延伸期时段的预报性能与实际业务需求还存在一定距离,基于动力统计相结合和物理统计的延伸期预报方法被广泛应用于业务预报,表现出一定的预报技巧。     

喀什站高空温度资料均一性检验与订正

利用加拿大环境部气候研究中心研发的RHtest均一化检验方法,结合历史台站沿革信息对喀什站各标准等压面高空温度资料进行了均一性检验和分析。结果表明:850～300 hPa共6个层次的高空日温度观测资料序列完整性较好。08时100 hPa月平均温度的缺测率3%,完整性较差,20时100 hPa的完整性最差,缺测率高达11.44%,其他层次的完整性则较好。喀什站温度资料的非均一性主要是由于台站位置变动、观测仪器换型、观测规范变更和辐射误差订正方法的变化引起的。在订正过程中发现,为了保证订正序列的可信度,需要充分考虑到原始观测序列的缺测率。08时年温度序列的断点数量要明显多于20时,08时序列的订正率达到了85.71%,而20时仅有100 h Pa一条序列做了订正。     

附有限制条件的间接平差与附有条件的条件平差的内在联系探讨

通过运用附有条件的条件平差原理解算附有限制条件的间接平差模型,以及运用附有限制条件的间接平差原理解算附有条件的条件平差模型,推证得出结论:对于同一个平差问题而言,这两种平差模型是完全等价的,都可作为各种经典平差模型的概括平差模型。     

高中地理如何实施表现性学习评价

在我国新一轮的课程评价改革中,作为质性评价的典范之一,表现性评价备受关注。表现性评价重视过程性评价、质性评价、非学业成就评价,体现了新课程评价的基本理念,成为新课程地理学习评价的一种重要而有效的方法。表现性学习评价是指通过观察学生在完成实际任务时的表现来评价学生已经取得的发展成就。     

中国城市群空间结构的稳定性分析

应用中心地理论,引入中心性指数和分形网络维数等方法以及GIS格网化技术,按照交通原则,即K ＝4作为参照系,采用2004年基础数据,对由160个地级市和700多个县级市构成的28个城市群及其空间结构的稳定性进行了定量测度。结果显示：① 中心性指数越大的城市群,其空间结构稳定性越强;② 中心性指数越大,与中心地结构相似性程度越高,空间稳定性越强;③ 网络维数越大,城市群空间结构稳定性越强;④ 点列数越长的城市群空间结构稳定性越强;⑤ 依据中心性指数大小,可将中国城市群划分为单核分割型、单核偏离型、单核集中型、双核平衡型和双核偏离型共5大类型;⑥ 根据半升梯形模糊隶属度函数模拟结果,将中国城市群空间结构稳定性划分为强稳定型、较强稳定型、中等稳定型、弱稳定型和不稳定型共5个等级;⑦ 根据不同等级的城市群个数,认为中国城市群空间结构的稳定性相对较差。本文最后提出了技术应用、参数选择等方面存在的问题以及未来研究的重点。     

城市人口分布空间自相关的功率谱分析

从理论上可以证明标准的城市人口密度负指数距离衰减模型本质上是一种空间相关函数,基于这种思想对Clark模型进行Fourier变换,可以导出城市人口密度的幂次频谱分布,且功率谱指数理应为β=2±。负指数与幂指数的这种变换关系暗示了城市地理系统简单与复杂的辩证关系。借助中国杭州市4年的人口普查资料转换的平均人口密度分布数据对上述推论进行检验,发现β渐进式趋近于2但并不约等于2。将β值进一步换算为人口过程的分维D和Hurst指数H,结果表明：城市人口具有长程负相关作用,但这种空间作用显示明确的局域化倾向。目前的城市形态演化模拟几乎无一例外地引入了长程作用,根据杭州人口分布的局域化特征,有关地理长程作用的假设和应用有必要重新探讨。     

改进的等效半空间法及瑞雷波频散曲线反演

层状模型的理论频散曲线表明,层状模型表面瑞雷波同一频率对应的相速度具有多值特点,这就是所谓的瑞雷波多阶性. 面波的多阶性导致了实测频散曲线的复杂性,当地层中存在软弱夹层时这一问题尤为突出,从而给实测频散曲线的解释带来了困难. 本文从工程实用的角度出发,根据等效半空间理论,提出了一种计算理论频散曲线的新算法——改进的等效半空间法,避开了面波多阶性这一复杂问题. 由此方法计算得到的面波相速度并不同于某个具体阶数的面波,而是对多阶面波的综合反映. 按照改进的等效半空间法编制了拟合反演程序,并在工程中进行了运用,取得较好的效果.     

基于GIS的中国县级尺度交通便利性分析

文章以全国各县市的日航空、铁路班次数及高速公路、国道、省道、县乡道里程作为数据基础,给出了计算中国县级尺度交通便利性程度的模型,并运用相关模型与GIS技术得到中国县级尺度交通便利性的指标体系。从对中国现阶段交通便利性的空间布局进行综合分析发现中国交通便利性的分界线与“胡焕庸线”相一致;中国省内各县市的交通便利性差距较大;中国一些沿海经济区已经形成交通连绵区而内地的多数地区主要是以省会城市为聚集中心等。     

长白山天池火山造盾熔岩流流动速度的恢复与溢流性灾害讨论

天池火山东北侧造盾玄武岩可划分出8个流动单元,熔岩流的流动距离主要集中在30~50km,熔岩流宽度以5km左右为主。通过由野外调查获得的天池火山东北侧不同熔岩流单元的地表坡度、熔岩流厚度等,结合温度、密度与黏度等物理参数,按照熔岩流速度公式恢复的头道组和早白山组0.5m厚晶体含量5%的玄武岩熔岩流流速集中在0~1m/s之间。晶体含量为30%、厚度为0.5m的晚白山组和老房子小山组玄武岩熔岩流的流动速度集中在0~0.12m/s之间。厚度增大至2m左右,晶体含量不变的头道组和早白山组的玄武岩熔岩流流动速度可加快至11m/s。天池火山2m厚的碱性熔岩流在12h内达到或接近了它的最远距离,而各组内2m厚拉斑玄武岩熔岩流在20h内接近了最远距离。0.5m厚的熔岩流在10d内接近最大距离。50km是预计的熔岩流长度,在未来制定减灾措施时,可将此长度作为重要依据之一。天池火山熔岩流灾害主要表现为熔岩流动时对房屋建筑、农田、道路、林地、电站的毁坏,火灾及大量的人口伤亡