长江口正压、斜压诊断及斜压预报模式——三维流场数值模拟

建立了σ坐标系下长江口正压、斜压诊断及斜压预报模式三维流场数学模型,采用k-kl二方程紊流闭合模型求解垂向涡粘系数。通过正压模式与斜压诊断模式、斜压诊断模式与斜压预报模式流场模拟结果的定量比较,说明了各种模式对长江口流场模拟精度影响的程度,推荐了长江口流场数值模拟采用的模式。

利用中尺度模式与诊断风场模型进行风电功率预报

风电往往与常规电源不同,具有很大的间歇性、随机性和不可控性,大容量的风电接入电网将会对电力系统安全、稳定运行带来严峻挑战。对风电场的风力进行短期预报,是解决这一问题的有效途径。本文利用中尺度模式与诊断风场模型进行风电场输出功率预报。通过模拟发现,逐时风速预报效果较好,可以反应出风速的变化、大小及趋势。模拟与实况一致性和相关性较好,可以满足风电场风电功率预报的服务要求。

GRAPES_GFS不同湿物理过程对云降水预报性能的诊断与评估

积云对流和云微物理是数值天气预报模式中最为重要的两类湿物理过程,它们共同影响云和降水的预报性能。通过采用CMAP降水资料和MODIS、MLS及Cloud Sat卫星云观测资料对全球中期数值预报模式GRAPES_GFS中这两类湿物理过程参数化方案的不同组合所预报的降水场和云宏微观场进行诊断和评估,以揭示其对云和降水的预报性能。结果表明:(1)云微物理方案是中高纬度地区总降水预报差异的主因,三种云微物理方案预报的降水强度为SI>NCEP3>NCEP5。赤道及低纬地区降水差异主要是由积云对流方案引起的,KF_SI组合与CMAP降水最为一致。(2)SI方案和NCEP3方案在中纬度地区格点降水要显著多于混合相云NCEP5方案;与SAS方案和KF方案相比,BM方案使与其组合的云方案产生的格点降水明显偏少。(3)BM方案产生的对流降水要明显多于SAS方案和KF方案,中高纬地区SAS方案和KF方案预报的对流降水基本一致,在低纬地区SAS方案对流降水最少。(4)NCEP5方案预报的云顶温度与MODIS观测吻合较好,NCEP3方案和SI方案预报的云顶温度要较实况偏暖。三种对流方案预报的云顶温度冷暖关系为SAS<BM<KF,BM和KF预报的云顶温度与实况较为接近。(5)NCEP5方案预报的积分云水与卫星观测最为接近,两种简冰方案显著偏少,尤以SI方案偏少最多。SAS和KF方案能较好的预报积分云水的空间分布,但其量值较观测偏大,BM方案预报的积分云水在低纬度地区偏少明显。(6)所有方案组合预报的卷云较MLS卫星观测显著偏少,混合相云方案对卷云预报较简冰方案具有一定优势,BM方案偏少最显著。(7)全球平均而言,KF对流方案和NCEP5云微物理方案对GRAPES_GFS的云和降水预报性能较其他降水物理方案具有一定优势。

基于小波分析的雷达引信故障诊断和预报算法

提出了一种雷达引信故障诊断和预报的新算法。该算法利用时间序列的信息熵构造信息花费函数,以雷达引信的实测数据为基础选取好小波基,利用小波的多尺度分辨分析对雷达引信的漏脉冲进行分析,以互相关和统计算法分别建立了雷达引信正常工作和故障状态下的模型。实验结果表明,该算法能定量地分析雷达引信的工作状态,准确地预报雷达引信的故障程度。

海面风场数值诊断模式

从所周知，作为一个供船舶使用的业务化海浪数值预报模式，还必须有一个与其匹配的风场模式，风场的提供有两种方式，一种方法是直接建立配套的数值预报系统和大气模式，但这对航行中的船舶来说，要做到这一点是非常困难的，另一种方法是直接到用船舶可以接收到的国内外部分数值预报产品，在这些产品的基础上，再开发一个大气边界层数值诊断模式，供海浪数值预报使用，事实证明，这种方法经济、快速、方便，且有较高的准确度，根据各气象预报台多年的预报经验，及比较国内外各类数值预报产品的预报准确率和使用效果。以日本气象厅（JMA）发布的24、48、72地面气压场形势预报比较准确可靠，同时也覆盖西北太平洋海域，因此，我们先用该实况气压场及预报气压场为基础，利用大气边界层数值诊断模式提供业务化的风场。

基于多智能体的钻井平台供电模式转换预诊断

以目前性能最为先进的第六代半潜式钻井海洋平台为研究背景,介绍了平台的两种供电模式;鉴于平台复杂的供电模式转换过程的可行性和设备[5]的性能约束[5],提出了一种预诊断的思想以提高供电模式转换的成功率;并应用多智能体的研究方法对供电模式的转换过程的预诊断进行了系统的描述。最后用组态软件仿真了在柴油发电机组和断路器故障状况下的供电模式转换预诊断界面,仿真结果与设定结果相同,证实了基于多智能体的预诊断策略能为供电模式的转换决策提供准确信息,提高了供电转换的成功率。

一种蒸发波导的集合诊断方法及其数值预报应用

基于Babin模型并分析了海上蒸发波导对气象输入参数的敏感性,引入数值天气预报中集合预报的思路,提出了一种新的蒸发波导诊断方法——集合诊断方法(Babin_Ens法).运用它对中国近海4个岛屿站点的实测数据进行了波导诊断结果的对比验证,发现:与Babin模型(Babin法)相比,Babin_Ens法使波导高度与强度偏差的平均改进率分别达到了23.49%与19.29%.进一步尝试运用Babin_Ens法对WRF (Weather Research and Forecasting)模式的预报信息进行了蒸发波导的数值预报,波导高度与强度预报偏差的平均改进率分别提高了14.01%和16.92%.研究表明,集合诊断可以显著地提高波导信息的诊断准确度,是一种改进蒸发波导诊断准确度的可行途径.

地面风诊断模式的数值试验和模拟

本文用一个简化的一层地面风数值诊断模式，在台湾岛及海峡地区对６个个例进行了数值试验。结果表明，假定的地形影响层较厚时，地面流场中台湾岛周围的流线更趋于与地形线平行，地形效应更明显；地表粗糙度增大时，地面风向道时针偏转，风速减小；考虑非绝热加热后，地面流场中分流现象明显减弱，并在山脊附近形成辐合线，同时岛后辐合减弱甚至消失；而地形高度的动力作用则是分流、绕流和岛后辐合等现象的内在根源。在上述研究基础上，对同样个例进行了数值模拟。结果在一定程度上反映了实际风场。

海面风场两层诊断模式试验初步结果

一、引言海面风的计算和预报日益重要,不仅涉及海事安全,而且是波浪数值预报的必要前提。波浪的有效波高和海面风速之间存在着极为密切的关系,这点从理论上和观测事实中均已得到证实。因此,波浪的计算和预报,在很大程度上依赖于海面风场的计算和预报精度。大气边界层内风的结构问题,自莫宁和奥布霍夫(1954)发表相似理论以来。

MM5与MM5-PAFOG模式区域雾预报效果评估比较

利用MM5和PAFOG模式对2010年10-11月中国东部地区的雾进行逐日预报,包括基于MM5模式结果的多要素诊断预报和PAFOG模式预报能见度的定量预报,应用TS/ETS评分方法和区域内所有测站每3h(或6h)一次的常规观测资料,根据该两方法的预报结果分别对中国东部地区和安徽进行了效果评估。结果表明:(1)两种预报方法对区域雾都有一定的预报能力,但都存在空报率较高的明显不足。基于MM5模式的多要素诊断预报,得到中国东部地区的TS/ETS评分为0.075/0.065,命中率(HR)为0.296;安徽的TS/ETS评分为0.094/0.081,HR为0.378。(2)PAFOG模式对中国东部地区的TS/ETS评分为0.038/0.027,HR为0.388;安徽的TS/ETS评分为0.053/0.038,HR为0.52。与MM5模式的诊断结果相比,TS/ETS评分较低,HR较高。(3)按日统计结果表明,MM5模式在整个中国东部地区的预报效果优于PAFOG模式,但在内陆省份(安徽),PAFOG模式的预报效果略优于MM5模式。(4)效果评估时若考虑过去1h内的天气现象记录,两种方法的预报效果都有明显改善。

中尺度业务数值预报试验模式系统原理和应用（三）模式初始化和预报结果后处理

中尺度业务数值预报试验模式系统原理和应用（三）模式初始化和预报结果后处理陈伟民，王强（兰州中心气象台７３００２０）１模式初始化过程ＭＭ４输入的初值变量为ｕ，ｖ，Ｔ和ｑ的通量形式以及Ｔ＿ｇ（地表温度）等。实测的风、压、温、湿场等数据都包含有误差，若不加...

青藏高原东北部区域性大到暴雨的诊断分析及数值模拟

利用NCEP时间间隔为6h的1°×1°的格点资料、常规探测资料和MM5V3.4版非静力中尺度模式对2003年7月29～30日高原东北部的区域性大到暴雨过程进行诊断分析和数值模拟,研究该过程的天气形势、物理量场配置和卫星云图的演变特征及复杂地形的影响。结果表明,南亚高压西部副型是高原东北部大到暴雨天气过程的主要流型,对大到暴雨预报有一定的指示意义。云系的叠置可为高原及邻近地区的暴雨预报提供重要的依据。MM5非静力中尺度模式对高原大到暴雨天气过程有一定的模拟能力,可为高原暴雨的进一步诊断分析提供高分辨率资料。高原大到暴雨过程的水汽初始源地,有直接水汽源和陆地水汽源。暴雨盛期,物理量场配置与平原地区不同。低层辐合和气旋性涡度的加强所产生的强上升运动是造成较大降水的原因,中低层出现θse的Ω型场是一种不稳定的层结,暴雨区出现在暖舌中。高原东北部的特殊河谷地形及叠加在高原大地形上的中尺度地形对冷暖空气的作用对暴雨过程至关重要,地形在其中的作用主要是动力性的。

2019年7月10日四川一次暴雨过程的数值模拟与诊断分析

利用探空资料、0.25°ERA-Interim和0.25°FNL再分析资料以及多普勒天气雷达资料,对2019年7月10日发生在四川的一次暴雨过程进行诊断分析,进一步结合中尺度天气预报数值模式进行数值模拟,对观测资料诊断结果进行验证和对比分析.结果表明,四川上空500 hPa由"槽后脊前"转"槽前脊后"的环流形势有利于暴雨区的辐合上升运动;暴雨区及其上下游的冷层云结构强烈不稳定,在西风带作用下持续影响四川盆地;四川盆地充足的水汽和成都区域的水平风向垂直切变有利于上升运动的发展,成为触发此次降水的影响因子;数值模拟试验进一步验证和再现了此次暴雨过程的基本特征,与观测资料的诊断结果一致.

2016年7月长江中下游一次暴雨过程的诊断分析与数值模拟

使用美国国家环境预报中心1°×1°再分析FNL资料,利用中尺度天气预报模式对2016年7月长江中下游地区的一次暴雨过程进行了模拟.对24 h累积的降水模拟量、Cape值、涡度场、相对湿度等有关暴雨诊断分析所需的物理量场进行了分析.选择MICAPS资料作为实况数据,与模拟结果进行分析对比.结果表明,中尺度天气预报模式能较好地模拟此次降水过程,模拟雨带与实际位置大致相同,均在长江中下游,但遗漏了重庆东北部的暴雨及重庆以西地区的降雨,且模拟的雨带范围与实况相比较小,位置有所偏差.有利的不稳定条件、较好的水汽条件、高层辐合、低层辐散的形势为暴雨的发生提供抬升的动力条件,是此次暴雨发生的重要原因.

基于EMD-HSMM的采煤机轴承故障诊断

针对采煤机在正常工作中经常发生轴承故障的问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)和隐半马尔可夫模型(HSMM)的故障识别方法。该方法先用EMD对故障信号进行分解,形成一系列平稳的本征模函数(IMF),并提取包含故障信息的IMF的能量作为特征向量输入到HSMM中对其进行训练。之后用训练好的HSMM分类器对故障进行识别。实验结果表明,采用该方法可以有效地提高故障识别率。

BCC S2S模式对亚洲夏季风准双周振荡预报评估

利用1994-2013年ERA-Interim及NCEP/NCAR再分析数据,对国家气候中心(BCC)次季节到季节尺度模式(S2S)1994—2013年的回报试验数据进行亚洲季风区准双周振荡(QBWO)预报能力评估,并诊断模式预报误差来源。结果表明:BCC S2S模式对QBWO的预报能力随着预报提前时间的增长而降低,9d后预报技巧明显减弱,其周期、传播特征和强度出现误差;在提前9d预报中,印度洋地区QBWO对流-环流系统结构松散,信号偏弱,对流向东传播,这与印度洋平均态的预报误差有关,夏季对流平均态低层水汽场在西太平洋和阿拉伯海较强,而东印度洋、孟加拉湾一带偏弱;西北太平洋地区QBWO具有向西北传播的特征,但强度偏弱,可能原因是预报低估了QBWO对流西北侧低层涡度的超前信号,经涡度方程诊断发现,地转涡度平流正贡献微弱,相对涡度平流在对流西北侧引发负涡度,从而减弱了对流西北侧由低层正涡度引发的有利条件。

航空气象要素以及基于数值模式的低能见度和雾的预报

简述了对航空运输有危害的天气要素,包括航线要素和航站要素的业务预报。着重介绍了在美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)业务模式后处理中,能见度的两种诊断方法和雾的三种后处理再诊断方法。能见度计算的第一种方法是Stoelinga-Warner方法。该方法要求预报模式有四种水溶性物质的输出。通过这些水凝性物质计算消光系数来估算水平能见度。第二种方法是第一种方法的改进,包括增加了更多的水凝性物质,用相对湿度估算高湿度时或霾条件下的能见度,考虑了白天和夜间能见度的不同等。还讨论了以机场跑道为背景的跑道能见度的估计方法。雾的再诊断包括美国联合包裹速递服务公司(United Parcel Service,UPS)的方法,NCEP的多重规则法和根据雾内各物理过程间的平衡进行诊断的方法。UPS法根据低层大气稳定指数,多重规则法则根据模式输出的能见度、云、相对湿度和风速来诊断雾的发生,但两者均不能判断雾的强弱。物理过程平衡法是根据Zhou-Ferrier的雾层平衡理论所提出的雾发生及稳定时湍流强度小于某临界值的必要条件以及雾层内含水量的垂直分布公式对雾含水量及能见度进行诊断。后两种方法已被试验性地用于NCEP的短期集合预报中。预报验证表明,后处理中雾的再诊断方法可以有效地提高业务模式雾的预报能力。但总体而言,雾的预报与其他常规要素的预报相比,现仍处于较低的水平。最后讨论了模式对能见度和雾预报能力低下的原因和改善的途径。

义乌大暴雨天气诊断分析

通过对义乌市近 10年来出现的 4次大暴雨天气过程进行诊断分析 ,从环流形势特征中寻找义乌大暴雨天气的前期征兆和预报模式要点。

藏雏鸡大肠杆菌病的诊断与防治

藏鸡是在传统养殖模式下饲养的高原地方品种,主要分布在西藏、青海、四川、云南等海拔2200~4100 m的青藏高原半农半牧区[1]。近年来,藏鸡养殖业规模不断扩大,随之引起的疾病也越来越多[2]。由致病性大肠埃希氏杆菌所引发的藏雏鸡大肠杆菌病,广泛流行成为影响藏鸡养殖的一大威胁,制约着当地藏鸡养殖业发展[3]。

一个区域PBL模式建立与应用研究

建立了一个高空间分辨率的非静力E ε闭合PBL模式 ,适用于复杂下垫面条件下的区域 (水平尺度在几公里到几百公里 ,时间尺度在几分钟到几天之间 ) ,较精细地模拟下垫面动力、热力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征 ,用以满足城市化和区域化的空气质量预测模拟需要 .将模式运用于 3个下垫面复杂的区域进行诊断和预报模拟 ,结果表明模式能较好地模拟复杂下垫面热力和动力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征 ,模拟结果与观测资料一致 .