Low-low satellite-to-satellite tracking: a comparison between analytical linear orbit perturbation theory and numerical integration

Low-low satellite-to-satellite tracking (ll-SST) range-rate observations have been predicted by two methods: one based on a linear perturbation theory in combination with the Hill equations, and one based on solving the equations of motion of two low-flying satellites by numerical integration. The two methods produce almost equivalent Fourier spectra of the range-rate observations after properly taking into account a few resonant terms. For a typical GRACE-type configuration, where the two satellites trail each other at a distance of 300 km at an altitude of 460 km, and in the presence of the EGM96 gravity field model, complete to spherical harmonic degree and order 70, the agreement between the Fourier spectra is about 1 mm/s compared to a root-mean-square (RMS) value of more than 220 mm/s for the range-rate signal. The discrepancy of 1 mm/s can be reduced significantly when not taking into account perturbations caused by the J₂ term. Excluding the J₂ term, the agreement between the two methods improves to 0.4 mm/s compared to a RMS value of 6 mm/s for the range-rate signal. These values are 0.01 and 2.3 mm/s when ignoring the spectrum for frequencies below two cycles per orbital revolution, reducing the discrepancy even further to about 0.5% of the signal. The selected linear perturbation theory is thus capable of modeling gravity field induced range-rate observations with very high precision for a large part of the spectrum.     

CAPPS多箱模式中光化学模式的嵌套与城市大气臭氧数值预报

为解决城市边界层中大气O₃浓度的预报问题，选用一种简明有效的光化学反应方案建立光化学模式, 并与大气平流扩散的箱格预报模型进行了嵌套，从而将大气化学过程引入到城市空气污染数值预报系统 (CAPPS) 中。同时，根据实际需要研究了VOC (Volatile Organic Compounds) 浓度及NO_x源排放量等参数缺测时，根据前期监测浓度采用遗传算法反演未知参数的具体方法。利用2001年9月8~17日在北京舞蹈学院监测的O₃、NO_x资料及相应的气象数据，用改进后的CAPPS模式进行了单箱预报试验。预报试验结果表明，嵌套后的模式对O₃浓度的变化具备一定的预报能力。     

不同辐射传输方案对中尺度降水影响的对比分析

在MM5非静力稳定中尺度气象模式中引进了建立在δ-4流近似和相关-k分布基础上的对云水、雨水、冰晶和霰的辐射特性进行详细描述的辐射传输方案。新建立的辐射传输方案和MM5中原有的辐射传输方案在华南暴雨中的模拟结果相互比较，并与天气实况的对比表明:辐射在中尺度暴雨中起着重要的作用；辐射传输方案对云辐射特性描述的准确程度对于地面降水影响是明显的；不同的辐射传输方案对地面降水的影响存在较大的差异，并且这些差异在白天比在夜间明显；辐射传输过程对地面降水影响的差异主要表现在降水中心上，而对降水的地理分布改变很小；相对而言，不同的辐射传输方案之间对短波描述的差异对地面降水的影响明显，而对长波描述差异的影响不大；新辐射传输方案能够在一定程度上改进MM5对中尺度降水的模拟能力。     

大气热力学的若干新发展

对自20世纪80年代以来的大气热力学发展进行了综合评述, 阐述了如城市热岛效应、全球增暖等非传统大气热力学问题; 基于大气非平衡态热力学的非线性理论, 提出应发展突显热力学作用的数值模式, 并阐述其必要性和可能性。     

人造热带气旋垂直结构问题初探

在人造热带气旋中引入了倾斜垂直结构，并将其用于西折后9806号热带气旋登陆路径的数值模拟。结果表明：应用该方案所得到的模拟结果优于应用正压结构的人造热带气旋方案的模拟结果要准确。因此，此类热带气旋的预报中，其初始涡旋可采用倾斜垂直结构，从而提出改进热带气旋初始涡旋的一种新思路。若对其作进一步研究、推广，则具有广阔的业务应用前景。     

东亚南亚夏季降水对海温异常响应的数值模拟

利用IAP AGCM-Ⅱ大气环流模式，模拟了赤道中太平洋地区海温异常对东亚和南亚夏季（6～8月）降水的影响。结果表明：当1～4月该海温呈正异常时，中南半岛和我国东部降水将明显偏多，孟加拉湾附近降水偏少；而该海温呈负异常时，则我国华中和孟加拉湾附近降水偏多；对以上海温异常最敏感处为中南半岛和孟加拉湾附近地区，其中前者降水与该海温异常呈正相关，后者则呈负相关；该海温异常还会在中高纬地区激发出强迫波列。     

一种短期气候预测集成技术的应用研究

以递归正权综合决策方案为基础，结合实际情况，首先对多种预报方法进行筛选，选取预报效果较好并且较为稳定的几种方法参与集成，并将集成结果写成Micaps数据格式，最终以图形方式显示出来。评分结果表明：该集成方法对温度预报和灾害指数预报较权重平均集成法效果好；而对月雨量预报和季度雨量、温度预报则与权重平均方法相当；但是对季度雨量、温度预报来说，集成后预测精度有明显提高。同时，将集成结果通过Micaps工作平台以图形方式显示，不仅客观、定量，而且更一目了然．     

NWP在颠簸预报中的应用

颠簸是航空气上重要预告内容之一，历史上由于颠簸引起的飞行事故及征候占有一定的比例，颠簸预报也是气象预报的难点，颠簸对飞行的影响至关重要，轻则引起航行中的飞机摆动偏航，重则造成飞机解体，近年来随着太原机场卫星广播传真数值预报产品的使用，我们也在逐步尝试使用数值产品分析颠簸，使颠簸的预报有了明显提高。     

Damaging properties of ground motions and prediction of maximum response of structures based on momentary energy response

Dynamic damaging potential of ground motions must be evaluated by the response behaviour of structures, and it is necessary to indicate what properties of ground motions are most appropriate for evaluation. For that purpose, the behaviour of energy input process and hysteretic energy dissipation are investigated in this study. It is found that the momentary input energy that is an index for the intensity of input energy is related to the characteristics of earthquakes such as cyclic or impulsive, and to the response displacement of structures immediately. On the basis of these results, a procedure is proposed to predict inelastic response displacement of structures by corresponding earthquake input energy to structural dissipated damping and hysteretic energy. In this procedure the earthquake response of structures is recognized as an input and dissipation process of energy, and therefore structural properties and damaging properties of ground motions can be taken into account more generally. Lastly, the studies of the pseudodynamic loading test of reinforced concrete structure specimens subjected to ground motions with different time duration are shown. The purpose of this test is to estimate the damaging properties of ground motions and the accuracy of the proposed prediction procedure. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

神头泉流量变化规律研究--灰色系统理论的具体应用

在分析神头泉流量衰减特征的前提下，利用灰色系统理论建立了描述神头泉流量变化规律的数学模型。以1985年为界，神头泉的流量变化过程可分为两个阶段，GM（1，1）模型与灰色预测校正模型则分别用于对这两个阶段的流量变化特征进行刻画。神头泉2000－2004年的流量预测值表明，在神头泉域保证90年代中期的高降水量和朔州市各地下水用户对泉域内的地下水不进行超采的基础上，神头泉的流量在未来的一段时间内会维持1993年以来的增长趋势。