天基海表精细探测微波载荷性能分析与展望

海表精细探测是海洋卫星未来发展的重要方向。介绍卫星海表参数探测的特点与优势,总结海表温度、海表高度、海表盐度等要素,分析天基探测载荷的发展现状。根据海表参数时空变化特性,分析高时空分辨率微波探测载荷性能需求。在此基础上,针对美国和欧洲相关卫星系统发展计划,分析了高时空分辨率、高精度天基微波探测载荷可实现性与未来发展趋势,针对海表精细探测天基微波载荷的发展提出了建议。

遗忘因子自适应最小二乘算法及其在气温预报中的应用

海量数据的利用是建立自适应预报模型的基础,但随着数据的不断增加,新引入数据的作用会逐渐降低,有可能导致预报模型失效。为克服因数据量增加引起的所谓"数据饱和"现象对天气预报效果的影响,本文给出了考虑遗忘因子的线性自适应最小二乘建模算法的原理和方法,并利用该算法进行了最高气温和最低气温预报试验。结果表明,考虑遗忘因子的线性自适应建模算法优于传统的线性自适应建模算法,加入遗忘因子可以避免产生"数据饱和"现象,适当地选择遗忘因子有助于提高模型的预报准确率。

耿贝尔分布的最优线性矩估计

线性矩法是工程实践中极值分布函数参数估计常用方法之一。为提高线性矩法对耿贝尔分布的估计精度,通过蒙特卡罗模拟比较研究了12种常用经验分布函数的估计结果,选用估计误差最小的经验分布函数构造最优线性矩估计法,并与普通矩法、线性矩法和极大似然函数法进行了比较。仿真结果表明,选择合适的经验分布函数可以提高参数估计精度;样本容量不同,最优经验分布函数不同;多数情况下最优线性矩法估计精度较高,特别是在样本容量为1 000~10 000时,其估计结果均好于普通矩法、线性矩法和极大似然函数法。

斜压大气中尺度扰动的有限振幅对称不稳定

本文通过一个非地转、非静力的Eady模式讨论了斜压粘性流中的非线性对称不稳定。采用具有常值水平和垂直切变的基本场,考虑扰动沿基本气流方向不变,应用摄动方法,得到了非线性情况下扰动振幅的特性方程。结果表明,当δ>0时(δ是进行稳定性分析时所选取的无量纲小参数),振幅|A(T)|存在两个有意义的平衡点|A|_(b1)=0和|A|_(b2)=(-μ_2/μ_1)^(1/2)(μ_1,μ_2是和流体性质、区域大小以及波参数有关的量),|A|_(b1)为不稳定平衡点,|A|_(b2)为稳定平衡点。因此,不论初态如何,终态都趋于稳定平衡点,出现有限振幅现象。当δ<0时,振幅|A(T)|仅有一个有意义的平衡点|A|_(b1)=0,且为稳定平衡点。线性分析所得结果为非线性结果的特例。

K近邻非参数回归概率预报技术及其应用

针对参数回归技术制作概率预报存在拟合好、但预报结果不稳定的现象,提出了用K近邻非参数回归技术制作概率预报的新途径。K近邻非参数回归技术包括历史样本数据库、近邻子集生成和优化以及预报量估计4个主要部分。利用该技术进行了单要素概率预报(主要包括云量和降水)和多维联合概率预报(降水、总云量、风速和气温)试验,并对试验结果进行了检验。实例研究结果表明:该文所给出的计算方案预报稳定性好,准确率较高,具有良好的业务应用价值。

概率天气预报的K近邻非参数估计仿真模型

基于模式识别和相似预报思想,提出了一种制作概率天气预报的K近邻非参数估计仿真模型(简称KNN-M)。该模型包括历史样本数据库、近邻子集搜索程序、近邻子集优化算法和预报量估计技术。利用该模型进行了降水和云量的概率预报试验,独立样本检验结果表明,该模型预报稳定性好,预报准确率较高,具有较好的业务应用前景。

优化K-means算法在中国近海气候区划中的应用

利用我国近海多年的风、浪及温湿资料,采用DB指标和最大距离法相结合的优化K-means聚类算法,对冬季我国近海进行气候区划,避免了传统K-means算法中确定聚类数目和初始聚类中心的主观性。结果表明,冬季我国近海可被划分为3个区域:1区主要包括28°N以北的海域以及我国东南沿海的一条狭长区域,2区主要包括台湾周边海域、台湾海峡、巴士海峡以及自越南东南部起由西南部向东北部的南海大部分海域,3区则主要包括台湾岛西南部海域、北部湾、广东沿海以及南海东南部。根据给出的区划指标,分析各分区的气候特征及其对海上舰船航行和出海人员的影响,判定1区为基本适宜区,2区为不适宜区,3区为适宜区。

面向海表盐度和温度遥感的微波辐射计研究综述

微波辐射计能够探测获取全天候、高时空分辨率、高灵敏度海表盐度和温度,在全球海洋科学研究中的作用越来越显著。文章总结了国内外现有在轨及在研载荷的技术特点。通过对比载荷的性能参数,分析了实孔径体制和综合孔径体制在探测幅宽、空间分辨率、探测精度及系统可实现性等方面的优缺点及需要解决的技术难点。通过分析,空间分辨率将显著影响微波辐射计实孔径体制或综合孔径体制的选择。此外,对比现有在轨载荷实际性能,采用综合孔径体制的灵敏度较差,实孔径圆锥扫描体制次之,采用实孔径推扫体制最好。最后,针对载荷现有技术能力,对未来用于海表盐度和温度探测的微波辐射计发展方向提出了建议。

多模式集合在统计降尺度应用上的研究进展

气候模式(GCMs)由于分辨率过低,进行区域气候的模拟和预测的能力很差;而统计降尺度可以通过建立气候模式的输出信息和区域气候要素之间的统计关系来弥补GCMs的不足。在对比动力降尺度和统计降尺度之后首先对统计降尺度的基本原理和方法进行了介绍。强调了产生模拟预测结果的不确定来源,据此讨论集合思想在统计降尺度的应用的必要性。并重点追踪了其在国内外的研究进展,提出了未来多模式集合统计降尺度的发展方向。

中国近海海空联合作战环境风险综合区划方法

针对中国近海海空联合作战环境风险区划问题,选取水面舰艇航行、舰载机飞行、海上人员训练等作战样式,大风、大浪、低云低能见度、湿热、风寒等环境要素,高值频率、概率极值、平均强度、气候趋势等指标,利用层次分析法和互反判断矩阵建立四层评价体系并进行区划。该方法可根据装备设计及环境适应标准对各指标进行影响排序,能有效区分不同季节和动力机制的环境要素差异、综合考虑不同类型风险影响。区划结果证明,海空联合作战环境风险由各兵种作战风险综合决定,主要受秋冬季盛行大风、夏秋季热带气旋、春夏季低能见度、冬春夏季低云、夏季湿热指数、冬季风寒指数等影响。

统计降尺度方法预测长江中下游气温初步研究

文章利用经验正交函数(EOF)和逐步线性回归相结合的统计降尺度方法建立大尺度信息与长江中下游地区25个气象站1月及7月,月平均气温之间的统计关系共计36个统计降尺度模型,其中联合预报因子变量场采用空间联合的经验正交函数分解法。结果表明:(1)长江中下游地区25个站点建立的模型通过独立检验,均取得了较好的Pc得分。(2)对于1月的模拟性能都高于7月,这可能与当地处于亚热带季风区,夏季较冬季多雨气温变化较大有关。(3)分析得分较高方案发现海拔较高站点模拟效果优势明显且采用联合预报因子变量场的效果更好。

中国近海水面舰艇航行安全风险综合区划方法研究

针对水面舰艇航行的环境风险问题,基于中国近海的海面风场、海浪和能见度资料,统计其高值频率、概率极值、平均值、气候变化趋势等指标,利用层次分析法和互反判断矩阵计算大风、大浪、低能见度风险指数,并对三者的综合风险进行区划,为中国近海水面舰艇航行活动规避自然风险提供参考。该方法可根据相关设计标准和环境适应性要求,对高值频率等指标的影响大小进行排序和赋权,能有效区分不同季节和动力机制的环境要素差异、综合考虑不同类型风险影响。区划结果表明:对于水面舰艇航行安全,夏季环境风险偏高的海区主要是热带气旋高发区;冬季风险偏高的海区主要是盛行大风区;秋季以上两种大风浪区同时存在,但以热带气旋影响为主;春季风险偏高的海区则是较低能见度和较大风浪的综合产物。

极端降水广义帕累托分布参数的Pickands自助矩估计研究

广义帕累托分布(GPD)是描述超门限峰值(POT)序列较好的概率分布模型,但确定门限值是使用该模型最棘手的问题。为此,提出了一种广义帕累托分布参数的Pickands自助矩估计方法。首先,运用Pickands自助估计算法对广义帕累托分布的形状参数和最佳超门限峰值个数进行估计,进而计算出门限值;然后,结合矩估计法得到广义帕累托分布的尺度参数。将该方法应用于北京日降水序列,并与相同门限值时的线性矩估计结果进行了比较。结果表明,Pickands自助矩估计可以得到比较好的广义帕累托分布和广义极值分布的参数,由此估计的广义帕累托分布的分位数和北京极端降水超门限峰值的相关系数可达0.997以上,而两者的标准差和最大偏差最小,明显优于线性矩估计结果。

如何在小学数学教学中培养学生的自主学习能力

小学阶段的学生身心都处于成长初期,学生的自控能力、自律能力都不强,因此学生的自主学习能力也需要慢慢培养和发展。学生的自主学习意识是建立在学生的学习兴趣和积极性的基础之上的,数学又是一门逻辑思维很强的学科,在教学过程中教师要更加重视培养学生的自主学习能力,积极调动学生的主观能动性,以良好的教学环境和氛围促使学生形成对知识的探索欲。