本研究在WACCM+DART(Whole Atmosphere Community Climate Model,Data Assimilation Research TestBed)临近空间资料同化预报系统中加入SABER(Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)和MLS(Microwave Limb So...本研究在WACCM+DART(Whole Atmosphere Community Climate Model,Data Assimilation Research TestBed)临近空间资料同化预报系统中加入SABER(Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)和MLS(Microwave Limb Sounder)臭氧观测同化接口,并以2016年2月一次平流层爆发性增温(SSW)过程为模拟个例进行了SABER和MLS臭氧观测同化试验,得出以下结论:同化SABER和MLS臭氧体积浓度观测得出的WACCM+DART臭氧分析场能够较真实反映SSW期间北极上空平流层臭氧廓线随时间的演变特征,且与ERA5(Fifth Generation of ECMWF Reanalyses)再分析资料描述的臭氧变化特征具有很好的一致性;基于SABER和MLS臭氧观测的WACCM臭氧6 h预报检验表明同化臭氧观测对臭氧分析和预报误差的改善效果主要体现在南半球高纬平流层和北半球中高纬平流层中上层—中间层底部;基于ERA5再分析资料的WACCM+DART分析场检验表明同化SABER和MLS臭氧体积浓度资料可在提高北半球高纬地区上平流层—中间层底部臭氧场分析质量的同时减小该地区上平流层—中间层底部温度场和中间层底部纬向风场的分析误差;基于MLS臭氧资料的臭氧中期预报检验表明相对控制试验同化SABER和MLS臭氧体积浓度资料能更好改善0~5 d下平流层和中间层底部臭氧的预报效果。展开更多
基坑工程中选择合适的支护方案对保证施工过程的安全性有着重大意义。为提高深基坑工程支护方案选择方法的科学性与合理性,以武汉地铁12号线青菱站深基坑工程为依托,将TOPSIS(technique for order preference by similarity to an idea ...基坑工程中选择合适的支护方案对保证施工过程的安全性有着重大意义。为提高深基坑工程支护方案选择方法的科学性与合理性,以武汉地铁12号线青菱站深基坑工程为依托,将TOPSIS(technique for order preference by similarity to an idea solution)法与AISM(adversarial interpretive structure modeling)法相结合建立了TOPSIS-AISM夹逼对抗解释结构模型,并将该模型运用于基坑支护方案优选中,通过对相关数据计算结果与评价指标体系进行分析,以验证该模型的合理性与科学性。结果表明:(1)该模型以哈斯图解的方式对各基坑支护待选方案进行分层优选,相较传统TOPSIS法其对各待选方案在具体工程项目中的优劣性表现更加全面;(2)该模型对指标赋权方法适应性强,依靠指标权重顺序信息即可得到科学合理的结果,相较传统TOPSIS法其更具排序稳定性;(3)该模型不依赖数据矩阵确定正、负理想点,相较传统TOPSIS法其评价标准更具有客观性与普遍性;(4)该模型可对具有活动因素特征的方案进行甄别,相较传统TOPSIS法其工程指导性更强.展开更多
基于2008—2017年全国自动气象观测站逐旬土壤相对湿度观测数据,综合评估中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)0~20 cm层融合土壤相对湿度产品在中国地区的适用性,评估表明CLDAS土壤相对湿度产品在中...基于2008—2017年全国自动气象观测站逐旬土壤相对湿度观测数据,综合评估中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)0~20 cm层融合土壤相对湿度产品在中国地区的适用性,评估表明CLDAS土壤相对湿度产品在中国东北、西北、江南大部及华南等地区存在较大系统性误差,总体上适用性较差。为消除CLDAS土壤相对湿度产品的系统性误差,采用回归订正法、7旬滑动平均订正法和临近加权前旬订正法对CLDAS土壤相对湿度产品进行误差订正处理,对订正结果评估发现:订正处理后CLDAS土壤相对湿度产品与站点观测的相关性显著增加,系统偏差基本消除,适用性明显提高,3种订正方法中临近加权前旬订正法的订正效果最优。最后,采用经不同方法订正后的CLDAS土壤相对湿度产品对2017年5月东北—华北地区一次气象干旱个例进行重现,对比验证表明:相对其他两种订正方法,经临近加权前旬订正法处理后的CLDAS土壤相对湿度产品能更为精准地重现2017年5月东北—华北地区气象干旱的落区和强度。展开更多
基于WACCM+DART(Whole Atmosphere Community Climate Model,Data Assimilation Research Test-Bed)临近空间资料同化预报系统,以2016年2月的一次平流层爆发性增温(SSW)事件为例,开展了临近空间SABER(Sounding of the Atmosphere using ...基于WACCM+DART(Whole Atmosphere Community Climate Model,Data Assimilation Research Test-Bed)临近空间资料同化预报系统,以2016年2月的一次平流层爆发性增温(SSW)事件为例,开展了临近空间SABER(Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)和MLS(Microwave Limb Sounder)温度观测资料集合滤波同化试验.结果表明:同化SABER和MLS温度观测资料可显著降低WACCM模式在中间层和平流层中上部(0.001~10 hPa)大气温度场的预报误差,改善CR试验在SSW发生时中间层变冷现象偏强、纬向风场首次发生反转的层次偏低以及增温恢复阶段0.1~10 hPa的东风层提前消退、纬向风速偏大、平流层顶位置偏高等现象.基于ERA5(The Fifth Generation of ECMWF Reanalyses)再分析资料的检验表明:同化SABER和MLS温度资料明显有利于减小北半球高纬度地区(60°-90°N)平流层中上层和下中间层(0.1~14 hPa)纬向风场以及平流层和中间层中下层(0.01~100 hPa)温度场的分析误差;同化低层大气观测也有利于减小0.1~14hPa纬向风场和0.01~100 hPa温度场的分析误差,但是不如同化SABER和MLS温度资料对临近空间纬向风场和温度场分析误差的改善效果显著.展开更多
This study uses ECMWF fifth-generation reanalysis, ERA5, which extends to the mesopause, to construct the Initial Conditions(IC) for WACCM(Whole Atmosphere Community Climate Model) simulations. Because the biases betw...This study uses ECMWF fifth-generation reanalysis, ERA5, which extends to the mesopause, to construct the Initial Conditions(IC) for WACCM(Whole Atmosphere Community Climate Model) simulations. Because the biases between ERA5 and Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry(SABER) temperature data are within ±5 K below the lower mesosphere,ERA5 reanalysis is used to construct IC in the lower atmosphere. Four experiments are performed to simulate a Stratospheric Sudden Warming(SSW) event from 5 to 15 February 2016. The simulation using the WACCM default climatic IC cannot represent the sharp meteorological variation during SSW. In contrast, the 0～4 d forecast results driven by ERA5-constructed IC is consistent with ERA5 reanalysis below the middle mesosphere. Comparing with WACCM climatology ICs scheme, the ICs constructing method based on ERA5 reanalysis can obtain 67%, 40%, 22%, 4% and 6% reduction of temperature forecast RMSE at 10 hPa, 1 hPa, 0.1 hPa, 0.01 hPa and 0.001 hPa respectively. However,such improvement is not shown in the lower thermosphere.展开更多
文摘本研究在WACCM+DART(Whole Atmosphere Community Climate Model,Data Assimilation Research TestBed)临近空间资料同化预报系统中加入SABER(Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)和MLS(Microwave Limb Sounder)臭氧观测同化接口,并以2016年2月一次平流层爆发性增温(SSW)过程为模拟个例进行了SABER和MLS臭氧观测同化试验,得出以下结论:同化SABER和MLS臭氧体积浓度观测得出的WACCM+DART臭氧分析场能够较真实反映SSW期间北极上空平流层臭氧廓线随时间的演变特征,且与ERA5(Fifth Generation of ECMWF Reanalyses)再分析资料描述的臭氧变化特征具有很好的一致性;基于SABER和MLS臭氧观测的WACCM臭氧6 h预报检验表明同化臭氧观测对臭氧分析和预报误差的改善效果主要体现在南半球高纬平流层和北半球中高纬平流层中上层—中间层底部;基于ERA5再分析资料的WACCM+DART分析场检验表明同化SABER和MLS臭氧体积浓度资料可在提高北半球高纬地区上平流层—中间层底部臭氧场分析质量的同时减小该地区上平流层—中间层底部温度场和中间层底部纬向风场的分析误差;基于MLS臭氧资料的臭氧中期预报检验表明相对控制试验同化SABER和MLS臭氧体积浓度资料能更好改善0~5 d下平流层和中间层底部臭氧的预报效果。
文摘基坑工程中选择合适的支护方案对保证施工过程的安全性有着重大意义。为提高深基坑工程支护方案选择方法的科学性与合理性,以武汉地铁12号线青菱站深基坑工程为依托,将TOPSIS(technique for order preference by similarity to an idea solution)法与AISM(adversarial interpretive structure modeling)法相结合建立了TOPSIS-AISM夹逼对抗解释结构模型,并将该模型运用于基坑支护方案优选中,通过对相关数据计算结果与评价指标体系进行分析,以验证该模型的合理性与科学性。结果表明:(1)该模型以哈斯图解的方式对各基坑支护待选方案进行分层优选,相较传统TOPSIS法其对各待选方案在具体工程项目中的优劣性表现更加全面;(2)该模型对指标赋权方法适应性强,依靠指标权重顺序信息即可得到科学合理的结果,相较传统TOPSIS法其更具排序稳定性;(3)该模型不依赖数据矩阵确定正、负理想点,相较传统TOPSIS法其评价标准更具有客观性与普遍性;(4)该模型可对具有活动因素特征的方案进行甄别,相较传统TOPSIS法其工程指导性更强.
文摘基于2008—2017年全国自动气象观测站逐旬土壤相对湿度观测数据,综合评估中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)0~20 cm层融合土壤相对湿度产品在中国地区的适用性,评估表明CLDAS土壤相对湿度产品在中国东北、西北、江南大部及华南等地区存在较大系统性误差,总体上适用性较差。为消除CLDAS土壤相对湿度产品的系统性误差,采用回归订正法、7旬滑动平均订正法和临近加权前旬订正法对CLDAS土壤相对湿度产品进行误差订正处理,对订正结果评估发现:订正处理后CLDAS土壤相对湿度产品与站点观测的相关性显著增加,系统偏差基本消除,适用性明显提高,3种订正方法中临近加权前旬订正法的订正效果最优。最后,采用经不同方法订正后的CLDAS土壤相对湿度产品对2017年5月东北—华北地区一次气象干旱个例进行重现,对比验证表明:相对其他两种订正方法,经临近加权前旬订正法处理后的CLDAS土壤相对湿度产品能更为精准地重现2017年5月东北—华北地区气象干旱的落区和强度。
文摘基于WACCM+DART(Whole Atmosphere Community Climate Model,Data Assimilation Research Test-Bed)临近空间资料同化预报系统,以2016年2月的一次平流层爆发性增温(SSW)事件为例,开展了临近空间SABER(Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)和MLS(Microwave Limb Sounder)温度观测资料集合滤波同化试验.结果表明:同化SABER和MLS温度观测资料可显著降低WACCM模式在中间层和平流层中上部(0.001~10 hPa)大气温度场的预报误差,改善CR试验在SSW发生时中间层变冷现象偏强、纬向风场首次发生反转的层次偏低以及增温恢复阶段0.1~10 hPa的东风层提前消退、纬向风速偏大、平流层顶位置偏高等现象.基于ERA5(The Fifth Generation of ECMWF Reanalyses)再分析资料的检验表明:同化SABER和MLS温度资料明显有利于减小北半球高纬度地区(60°-90°N)平流层中上层和下中间层(0.1~14 hPa)纬向风场以及平流层和中间层中下层(0.01~100 hPa)温度场的分析误差;同化低层大气观测也有利于减小0.1~14hPa纬向风场和0.01~100 hPa温度场的分析误差,但是不如同化SABER和MLS温度资料对临近空间纬向风场和温度场分析误差的改善效果显著.
基金Supported by the National Natural Science Foundation of China(41375105)
文摘This study uses ECMWF fifth-generation reanalysis, ERA5, which extends to the mesopause, to construct the Initial Conditions(IC) for WACCM(Whole Atmosphere Community Climate Model) simulations. Because the biases between ERA5 and Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry(SABER) temperature data are within ±5 K below the lower mesosphere,ERA5 reanalysis is used to construct IC in the lower atmosphere. Four experiments are performed to simulate a Stratospheric Sudden Warming(SSW) event from 5 to 15 February 2016. The simulation using the WACCM default climatic IC cannot represent the sharp meteorological variation during SSW. In contrast, the 0～4 d forecast results driven by ERA5-constructed IC is consistent with ERA5 reanalysis below the middle mesosphere. Comparing with WACCM climatology ICs scheme, the ICs constructing method based on ERA5 reanalysis can obtain 67%, 40%, 22%, 4% and 6% reduction of temperature forecast RMSE at 10 hPa, 1 hPa, 0.1 hPa, 0.01 hPa and 0.001 hPa respectively. However,such improvement is not shown in the lower thermosphere.
