自研透射式能见度测量系统性能分析

从系统测量原理、组成结构、计算过程及测量效果等方面介绍了一种自行研制的透射式能见度测量系统。该系统使用白色LED光源,实现发散角为1mrad的平行光路;利用积分球进行分光监控以补偿光能量变化;使用非球面镜实现全光斑接收。系统与积分浊度计在2～10km量程内能见度测试误差小于10%。从透射式能见度测量原理与计算过程,分析了影响系统测量性能的因素。结果显示定标准确性、测量线性度与系统稳定性是影响系统测量性能的主要因素,同时给出了该系统的定标准确性、测量线性度与系统稳定性的评估方法及评估数据,验证了该系统的测量性能。     

重庆多历时极值降水的概率型优选及应用

基于重庆34个国家气象站1981—2016年5 min,24 h至3 d的过程最大雨量共18个年极值降水序列,利用线性矩法计算6种常用概率分布函数的模型参数,通过备选最优模型筛选法客观选取各站各历时极值降水的最优概率模型,并将优选结果应用于重庆不同历时百年重现期降水的计算。结果表明:模型优选方法得到的重庆各站不同历时极值降水的最优线型略有差异,广义极值分布占比最大,三参数Weibull分布次之,三参数对数正态分布第三,皮尔逊Ⅲ型和Gumbel分布相当,指数分布最差。最优线型计算的重庆不同历时百年重现期降水的空间分布大值区由短历时的点状分布向长历时的片状分布转变,渝东北的大值中心受地形影响不断向北移动。基于线性矩法的概率模型参数估计及客观的线型优选过程具有较强的可操作性和适应性,可应用于其他工程气象参数的推算中。     

二维切换系统FM状态空间模型的耗散稳定性分析与镇定控制

针对二维切换系统的Fornasini-Marchesini（FM）状态空间模型,对系统耗散稳定性以及耗散镇定控制器的设计问题进行研究.首先,根据系统模型的特点,给出了二维系统（T,S,R）-δ-耗散性的定义,并提出二维切换系统渐近稳定和满足（T,S,R）-δ-耗散性的充分条件;然后利用稳定性条件和投影引理,设计了二维（T,S,R）-δ-耗散状态反馈控制器.最后,通过一个数值实例来验证所设计控制器的有效性.     

雷暴探测研究的进展

基于达州市2015年10月-2016年9月的闪电定位和探空观测资料,以850 hPa与500 hPa温差、大气可降水量、K指数、对流有效位能、对流抑制和抬升指数作为雷暴预警因子,利用投影寻踪动态聚类方法对该时段内的雷暴个例构建了预警模型。结果表明：（1）模型预报结果定量评估的临界成功指数为72.00%,该模型对个例达到了识别和预警效果;（2）该预警模型与常规预警方法相比,具有识别率高,计算简便,客观性强等特点,可为雷暴预警提供了一种新的客观预报方法。

     

A model for retrieval of dual linear polarization radar fields from model simulation outputs

An algorithm for retrieving polarimetric variables from numerical model fields is developed. By using this technique, radar reflectivity at horizontal polarization~ differential reflectivity, specific differential phase shift and correlation coefficients between the horizontal and vertical polarization signals at zero lag can be derived from rain, snow and hail contents of numerical model outputs. Effects of environmental temperature and the melting process on polarimetric variables are considered in the algorithm. The algorithm is applied to the Advanced Regional Prediction System （ARPS） model simulation results for a hail storm. The spatial distributions of the derived parameters are reasonable when compared with observational knowledge. This work provides a forward model for assimilation of dual linear polarization radar data into a mesoscale model.     

植物冠面温度气候学模拟模型的初步研究

根据Monteith的植冠面热量平衡方程来讨论植冠面温度计算的气候学模型方法.讨论了:(1)植冠显热(H)、潜热(LE)和净辐射(Rn)各通量与气象台站观测资料的联系;(2)Rn项中晴天有效辐射(Eo)实验公式中湿度函数f(e)在中国应用时的季节修正;(3)植被-土壤热通量(G)的估算与其误差的影响;(4)根据气象台站的气候背景资料与参考植被的生物-生理特征参数,运用Newton-Raphson迭代方法求解植冠面温度;(5)模拟结果.     

混合模型中的层三角变换估计

提出了有着广泛应用的混合线性模型中参数估计的一种新方法,称层三角变换估计。将该变换用于检验和估计中,将产生一束套用于全面分析混合线模型的计算过程,这些过程在计算是稳定的,而且节省空间。     

基于集合预报产品的四川暴雨预警指数研究

基于2005~2007年汛期成都区域气象中心的中尺度区域集合预报产品和德国、日本数值预报模式的降水产品,针对四川暴雨构建样本资料,采用支持向量机方法(Support Vector Machines,简称SVM)建立暴雨预警模型,开展暴雨预警预报试验,并将建立的模型应用于2008年汛期四川省逐日暴雨有无预报。检验结果表明,基于区域中尺度集合预报产品建立的SVM暴雨预警模型,对暴雨定点预报有较强的指示作用,暴雨预警指数为0.2。      

汕头市PM2.5的气象要素影响分析及预报研究

利用2014—2017年汕头市PM_2.5的日浓度资料、以及汕头市国家基准气象观测站的同期地面气象资料,重点分析了汕头市PM_2.5浓度的变化特征以及风、混合层厚度、降水等气象条件对PM_2.5浓度的影响,同时探讨了污染物浓度变化的成因。在此基础上,根据汕头市的气候特点,采用BP （Back-Propagation）人工神经网络方法针对汛期和非汛期分别建立了PM_2.5质量浓度预报模型。结果表明：与多数内陆城市不同,汕头市PM_2.5浓度日变化为单峰型,这与汕头地处沿海受海陆风影响有关;PM_2.5浓度日峰值出现在08时左右,除早高峰污染物排放增加的因素外,与早晨时段的低风速环境有关;PM_2.5日均浓度随着风速的增大呈现减小趋势,PM_2.5日均浓度与08时混合层厚度显著相关（相关系数为-0.143）;汕头市非汛期PM_2.5浓度比汛期高,这与汕头市的亚热带季风气候特征有关,汛期各量级降水（暴雨以上除外）对PM_2.5的清除效果无明显差别,而非汛期降水对PM_2.5浓度有明显清除作用;BP人工神经网络模型的预报效果表明,汛期和非汛期的PM_2.5级别命中率TS分别为100%和90.3%,准确指数分别为87.7%和89.9%,总体预报效果良好。不同时期预报模型出现正误差的数量和程度均大于负误差,汛期预报模型在有强降水发生时误差较大,而非汛期预报模型在有冷空气入侵时误差较大。     

三套再分析资料在青藏高原湖泊模拟研究中的适用性分析

湖泊模式为青藏高原湖-气相互作用研究提供了有效方法,而驱动数据对模拟结果影响显著,但目前用来驱动模式的再分析资料对高原不同地区湖泊的适用性依然不够清楚。利用野外观测数据、M ODIS地表温度数据和WRF耦合的一维湖泊模式,对比分析了中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集(简称ITPCAS)、ERA-Interim和NCEP/NCAR三套再分析资料在青藏高原地区纳木错、班公错和鄂陵湖三个不同深度湖泊的适用性,并对三套再分析资料的准确性进行了初步验证,进一步分析了不同校正方式后的再分析资料对模拟结果的影响。结果表明,用三套不同再分析资料作为模式驱动数据时,WRF耦合的一维湖泊模型均能够较好地模拟出高原湖泊表面温度的变化,但仍然与MODIS观测结果存在偏差。三套再分析资料中ITPCAS数据集的各气象要素与站点观测更为接近,ERA-Interim数据的向下长波和短波辐射比观测值偏大,NCEP/NCAR数据中的向下长波较观测值偏小而风速偏大。利用站点观测对再分析资料进行校正,ITPCAS数据进行全要素校正前后模拟结果差别不大,ERA-Interim和NCEP/NCAR进行全要素校正后模拟结果准确性显著提高;对于实地观测资料匮乏的地区,单独对ERA-Interim向下短波辐射数据进行校正以及同时对NCEP/NCAR气温和向下长波辐射数据进行校正均能优化湖表面温度的模拟结果。