耦合潜源参数不确定性效应的地震海啸危险性分析——原理与方法

总结基于数值模拟的地震海啸危险性分析的基本步骤,论述潜源位置界定原则、潜源参数取值方法、潜源地震海啸发生率估算方法,同时给出一种可以耦合潜源参数不确定性效应的地震海啸危险性分析方法。     

基于KF-ETA积云对流参数化方案集合预报试验

采用中尺度数值模式WRF和Kain-Fritsch-ETA积云对流参数化方案(简称KF-ETA方案)对2003年江淮流域一次暴雨过程进行了敏感性分析和集合试验。结果表明,KF-ETA方案中的敏感因子(最小净环境卷入率和积云半径)对预报均有明显的影响,主要体现在各物理变量垂直廓线和次网格对流降水场的分布。基于KF-ETA方案的多成员集合预报,不仅改善了降水的位置和范围、纠正了单一确定性预报中"过干"和"过湿"的随机性偏差,而且也显示预报的不确定性主要集中在地形复杂及强降水的区域。     

集合数值预报在洪水预报中的应用进展

水文集合预报是近几年正在形成和发展的水文预报分支,其发展大致可分为两个阶段:第1阶段是1970年至20世纪末进行的长期径流预报,第2阶段从21世纪开始,主要学习气象数值预报中集合预报的概念在短期水文集合预报中的应用。目前,除了单一预报中心的集合预报系统在水文集合预报中应用外,多个预报中心的集合预报大集合也逐渐被应用于流域水文预报,甚至一些小流域的洪水预报。如利用TIGGE(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)集合预报驱动形成的大气-水文-水力的串联系统进行早期的洪水预警研究,将全球集合预报作为洪水模型输入的有限区域模式的初始条件和侧边界条件的研究。这些均表明,基于水文集合预报的洪水预报增加了预报附加值,并能够延长预警提前时间。以欧洲中期天气预报中心的欧洲洪水预警系统(EFAS)和美国NOAA的先进水文预报系统(AHPS)为代表,实现了集合预报在洪水中的实时业务预报,但仍存在数据处理和计算量大,以及如何基于集合水文预报做决策等问题。对于水文集合预报的前处理和后处理的各种技术已处于探索和验证阶段,如何更好地理解基于概率预报的洪水预警决策仍存在许多困难和挑战。     

Uncertainty of slope length derived from digital elevation models of the Loess Plateau,China

Although many studies have investigated slope gradient uncertainty derived from Digital Elevation Models（DEMs）, the research concerning slope length uncertainty is far from mature. This discrepancy affects the availability and accuracy of soil erosion as well as hydrological modeling. This study investigates the formation and distribution of existing errors and uncertainties in slope length derivation based on 5-m resolution DEMs of the Loess Plateau in the middle of China. The slope length accuracy in three different landform areas is examined to analyse algorithm effects. The experiments indicate that the accuracy of the flat test area is lower than that of the rougher areas. The value from the specific contributing area（SCA） method is greater than the cumulative slope length（CSL）, and the differences between these two methods arise from the shape of the upslope area. The variation of mean slope length derived from various DEM resolutions and landforms. The slope length accuracy decreases with increasing grid size and terrain complexity at the six test sites. A regression model is built to express the relationship of mean slope length with DEM resolution less than 85 m and terrain complexity represented by gully density. The results support the understanding of the slope length accuracy, thereby aiding in the effective evaluation of the modeling effect of surface process.     

富阳市实行矿产资源综合防控联动处置机制

为加强矿产资源保护力度,严厉打击违法矿产资源盗采盗挖行为。富阳市根据本区域的工作实际,并针对同一地点盗采盗挖的违法主体和作案时间变化大,具有不确定性,对违法主体的调查取证难度较大;且受法定职权限制,单个职能部门均无法采取有效的强制措施等问题,建立了由乡镇（街道）、国土、林业、公安、水利、运管等部门协同作战的矿产资源盗采盗挖综合防控联动机制,实现由政府统一指挥,部门协同作战的打击网络体系。     

集合预报产品综合分析显示平台关键技术与实现

针对集合预报方法在天气预报业务中的应用,开发了具有自主知识产权的集合预报产品综合分析显示平台。以集合预报模式输出数据量大、气象图表显示效率和质量要求高两个主要需求为出发点,采用客户端服务器架构设计。服务器端将原始数据转换为产品数据以提高客户端执行效率。该文详细分析了平台关键技术,针对数据延时问题,轮询式数据处理技术实时检查原始数据变化状态并更新产品,采用生产者消费者互斥方法解决多线程锁死问题。为提高图表美观程度,动态页面布局显示技术对所有图形要素进行分类, 并给出显示属性的抽象描述,结合图形渲染技术,实现了看图模式和出图模式的动态切换。该平台为预报员和服务决策者提供了宝贵的不确定性信息,在中小尺度极端天气预报、台风路径预报中发挥了重要作用。     

Uncertainty in Dust Budget over East Asia Simulated by WRF/Chem with Six Different Dust Emission Schemes

In this study, the dependence of dust budgets on dust emission schemes is investigated through the simulation of dust storm events, which occurred during 14–25 March 2002, over East Asia, by the Weather Research and Forecasting with Chemistry（WRF/Chem） model coupled with six dust emission schemes. Generally, this model can reasonably reproduce the spatial distribution of surface dust concentration; however, the simulated total dust budget differs significantly with different emission schemes. Moreover, uncertainties in the simulated dust budget vary among regions. It is suggested that the dust emission scheme affects the regional dust budget directly through its impact on the total emitted dust amount; however, the inflow and outflow of dust aerosols simulated by different schemes within a region also depend on the geographical location of the dust emission region. Furthermore, the size distribution of dust particles for a specific dust emission scheme has proven to be important for dust budget calculation due to the dependence of dust deposition amount on dust size distribution.     

GRAPES区域集合预报条件性台风涡旋重定位方法研究

为了在集合预报中更合理描述台风涡旋中心定位的不确定性,采用2009—2018年中国气象局和日本气象厅台风最佳路径数据,分析台风最佳路径涡旋中心定位的不确定性特征,在此基础上设计条件性台风涡旋重定位方法（Conditional Typhoon Vortex Relocation,CTVR）,构建集合成员台风涡旋中心重定位阈值条件、台风涡旋分离数学处理及涡旋重定位等数学处理过程,利用中国气象局数值预报中心区域集合预报系统（Global/Regional Assimilation and Prediciton System-Regional Ensemble System,GRAPES-REPS）对2018年西北太平洋上的3个台风（1808号“玛莉亚”、1824号“谭美”和1825号“康妮”）进行轴对称结构和轴对称+非对称结构条件性台风涡旋重定位两种方案的集合预报试验和检验评估。结果表明:（1）中国气象局和日本气象厅台风最佳路径误差平均值为13.72 km,可视为台风涡旋中心定位不确定性的合理估计值;（2）统计检验结果和典型个例分析表明,采用轴对称结构和轴对称+非对称结构条件性台风涡旋重定位方法的台风集合预报路径误差及集合预报一致性结果比较接近;（3）条件性台风涡旋重定位方法可以有效改进GRAPES-REPS区域集合预报台风路径概率预报效果,如台风路径集合预报平均误差有所减小,集合预报一致性（路径离散度与路径均方根误差比值）增大,特别是预报初期概率预报效果改进更为显著,而预报中后期改进有限;（4）通过对“玛莉亚”台风集合预报诊断分析发现,经过条件性台风涡旋重定位后,各集合成员的台风路径误差在预报初期明显减小且路径收敛,但随着预报时效的延长台风路径逐渐发散。应用条件性台风涡旋重定位方法后,台风涡旋环流与大尺度环境场仍然比较连续协调,且台风涡旋环流外的大尺度环境场具有一致性特点,最低气压误差、最大风速误差和降水预报技巧基本不变。可见,条件性台风涡旋重定位方法的应用可以提供更准确的台风路径预报不确定性信息,帮助预报员做出更准确的预报决策。      

基于粗集的动态拓扑关系研究

引入粗集研究空间数据区域之间的动态拓扑关系,介绍了粗集的基本理论和动态拓扑关系的8种模型。通过实例证明,由于考虑了空间数据的不确定性,因而研究出的动态拓扑关系是合理、科学的,其研究结果是现有拓扑关系理论的一个重要补充。     

遥感影像像元不确定性对SVM分类结果可靠性影响研究

在遥感影像获取过程中,由于地表环境复杂,传感器参数等因素影响,影像存在不确定性.通过分析不确定性产生的原因及特征,在像元尺度上构建像元光谱多义性、灰度差异性、分类信任度3个指标来度量影像不确定性.在此基础上,利用线性回归模型分析像元不确定性对支持向量机分类结果可靠性的影响.结果表明:像元不确定性对分类可靠性有一定影响,更具体地,像元不确定性越大,影像分类的总体正确性和一致性越低,基本呈现线性递减关系;像元不确定性对分类完整度和可靠度的影响在类别和影像间存在差异,其中,耕地和林地的分类完整度和可靠度与像元不确定性的线性关系较强.