大型航天器离轨再入气动融合结构变形失效解体落区数值预报与应用

准确可靠求解大型航天器服役期满离轨再入跨流域气动环境与金属(合金)桁架结构变形失效解体非线性力学行为,是解决航天器失联无控或受控再入坠毁飞行航迹落区数值预报软件研制的关键基础。在求解Boltzmann模型方程的气体动理论统一算法(GKUA)基础上,采用转动惯量描述气体分子自旋运动,利用分子总角动量守恒作为一个新的碰撞不变量,引入能量模式配分函数和非弹性碰撞松弛数,确立了描述复杂飞行器跨流域高超声速流动非平衡输运现象统一Boltzmann模型方程,构造了直接捕捉Boltzmann模型速度分布函数演化更新数值格式,提出了离散速度空间区域分解大规模并行计算策略与高效数据通信模型,建立了稳定运行数万CPU核求解大型航天器离轨再入跨流域气动力/热环境高性能并行算法。针对无控航天器非常规再入问题,提出瞬态热传导方程与材料热弹性动力学方程耦合数学模型,建立了强气动力热环境致结构变形热力响应有限元算法,发展了适于高超声速再入气动环境与结构热力耦合计算技术。通过对竖直平板、中空球体、类天宫飞行器高超声速流场计算与结构响应变形非线性力学行为一体化计算验证,证实统一算法大规模并行计算策略与热力响应变形有限元算法精度可靠性,建立了服役期满大型航天器离轨再入跨流域气动环境与结构热力耦合响应变形失效/解体飞行航迹一体化模拟平台,开展了该平台在类天舟一号货运飞船受控再入、天宫一号目标飞行器无控陨落、天宫二号空间实验室受控再入解体落区数值预报中的应用研究。

湖北省春季暴雨落区数值预报模型和指标

数值预报产品已广泛应用于基层台站,但对于其丰富的物理量预报产品的解释应用还不够.文章利用T106物理量预报产品,结合常规气象资料,对1998～2001年湖北省春季暴雨天气过程进行了诊断分析,重点分析了有利于产生暴雨的多个物理要素,发现了产生暴雨的一些物理量及其值的结构特征,包括不同的物理要素场形态的走向、预报值的大小、上下层的配置,加深了对暴雨发生机制的认识,归纳出湖北省春季暴雨落区、落点的预报模型和指标,在促使暴雨预报准确率有所提高的同时,使暴雨预报更加精细化.

广西盛夏西南涡暴雨特征及应用数值预报产品作落区预报的研究

通过对广西盛夏西南涡暴雨的天气学特征分析及暴雨落区预报着眼点的探讨 ,应用 T10 6、欧洲中心数值预报等产品 ,采用建立预报模型及相似预报 ,物理量场动力诊断等方法 ,建立客观、定量的预报业务系统 ,用于业务预报。

用数值预报产品根据相似法制作广西暴雨落区预报

利用欧洲中心数值预报产品和Ｔ１０６数值预报产品，依据最小离度相似原理，根据环流形势、影响系统、物理量场的分布及热力和动力演变相似，每天找出若干个历史相似个例，并根据各相似个例的相似程度和对应的各站点的降水实况计算出各站点当天产生暴雨的可能值，把可能出现暴雨的站点连在一起即可得到暴雨落区。

用数值预报物理量资料作福建雨季暴雨落区预报

1前言 暴雨在带来充沛的雨水，解决干旱问题的同时，往往还造成灾害，带来损失，所以提高暴雨的量级及落区预报准确性很重要，而这也是摆在预报员面前的难点。

河南省区域性暴雨及落区的数值预报产品释用技术

利用ＨＬＡＦ物理量数值预报产品对河南省区域性暴雨（大暴雨）进行动力、热力诊断分析和相关普查，采用天气学与统计学相结合的方法建立了２４、３６小时有无区域性暴雨（大暴雨）及落区的预报模式和预报模型，给出预报流程和１９９７～１９９８年业务试验的预报结果。

利用T213和ECMWF数值预报产品作暴雨落区概率预报

充分利用T213和ECMWF数值预报产品的优势,对相关预报场进行定量集成。根据历史统计和产生暴雨的几个必要条件,选取相关因子进行判别,并按权重进行叠加,得出未来24h暴雨落区概率预报图,在业务应用取得了满意的效果。

草地贪夜蛾迁飞气象预报方法探索及应用

为了准确预报害虫的迁飞轨迹,将天气预报技术应用于迁飞性害虫的预测预报,基于天气预报平台,利用欧洲中心中短期气象数值预报产品以及大气环流形势及低层风动力对草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)的迁飞路径、迁入时间(包括首见日及高峰日)、落区等进行预报,并基于2021年草地贪夜蛾迁飞的2次典型预报案,分析2021年草地贪夜蛾春季北迁至湖北(首见日)以及秋季南迁回湖北(高峰日)的典型天气过程以及迁飞层气象要素场,运用HYSPLIT轨迹模型模拟迁飞后向轨迹,再利用草地贪夜蛾田间监测数据、测报灯监测数据以及迁飞轨迹对预报结论进行验证。结果显示,2次典型预报案例的预报结论与草地贪夜蛾田间监测数据及测报灯监测数据以及轨迹模拟的情景吻合度较好,草地贪夜蛾迁入时间、落区及路径预报基本正确。研究表明,将天气预报技术应用于迁飞性害虫的预报具有实际可行性。

基于T213的6～8月湖北省暴雨落区(点)预报模型和指标研究

暴雨的落区、落点预报仍是当今天气预报中的难题。为了逐步提高暴雨落区落点预报的准确率,利用T213数值预报产品,对2003～2005年6～8月湖北省暴雨天气过程进行综合诊断分析,着重分析了对产生暴雨贡献较大的数值预报物理量场和量值。结果表明,500、700、850 hPa假相当位温之和[Σθse(5+7+8)]的水平分布场在某一地区表现出有能量锋区存在,同时满足其它预报模型和指标,12 h后满足条件的地区有暴雨发生;当某个站点在暴雨发生前,500、700、850 hPa温度露点差之和[Σ(T-Td)]≤10°C时,同时满足其它预报指标时,12 h后该站点有暴雨发生。最后,根据同期暴雨个例的多要素综合诊断分析,归纳出数值预报场模型和预报值指标。

江门地区一次暴雨天气分析及数值预报的应用

本文探讨了江门地区前汛期一次暴雨天气发生发展的物理机制和数值预报产品的特点 ,结果表明 :槽前的正涡度平流导致强烈辐合上升运动 ,触发边界层不稳定能量的释放 ,是暴雨产生的触发机制 ;时、空分辨率较细的数值预报产品对暴雨落点、落区预报提供了较好的参考依据。

暴雨落区的相似预报方法

用欧洲中心数值预报 (ECNWP)产品和T10 6数值预报产品 ,分别通过形势场和物理量场相似 ,寻找最佳相似个例日期和区域 ,预报未来 2 4～ 16 8h黑龙江省暴雨落区 ,并建立客观定量自动化的预报业务流程 ,向预报员以图象和文本两种方式提供预报结果 ,以MICAPS第 3类或第 14类文件格式上网 ,向各地区台站发送指导预报。 1998、1999年汛期进行了业务试运行和预报评分检验 ,效果较好 ,达到或接近预报员综合预报水平。

青海省东部农业区汛期大到暴雨落区及落点预报方法研究

利用T213数值预报产品资料及500hPa08时欧亚高空形势场资料,建立了“青海省东部农业区汛期大到暴雨落区及落点预报系统”,该系统:①自动查阅我省汛期产生大降水的欧亚及关键区环流形势相似场;②引用了垂直螺旋度和Q矢量,找出了垂直螺旋度、Q矢量和假相当位温场与我省东部农业区汛期大到暴雨的配置特征,并利用其计算结果确定东部农业区汛期大到暴雨的预报落区;③利用最优子集回归方法作出东部农业区汛期大到暴雨的落点预报。该系统在业务试运行中表明有一定的使用价值。

降水落区多模式超级集合预报系统

利用多个数值模式的雨量预报集合为站点雨量预报初值,遵循预报员对降水预报分析的思路,将其以系统、能量、水汽、地形等因子对降水所作的定性预报分析结论转换为因子信度,利用因子信度对站点雨量预报初值作增减的强迫运算,并将地面站点上的相关要素转换为强迫系数,再次对站点雨量预报值作增减的强迫运算,由此得出包含多模式集合预报值、人对诸多定性因子分析信息、站点地面要素差异等综合因素的站点雨量定时定量预报值,从而实现降水客观、定点、定量预报。

T_(42)和EC产品在安徽5─7月暴雨落区预报中的应用

用T42资料进行逐步回归计算，用EC资料作相似分析，分别作安徽梅雨期暴雨的落区预报。经两年试用认为：两种方法综合使用，CSI评分可比上述方法单独使用提高3％─10％。

暴雨落区和降水分布预报

探索了将数值预报和动力气象相结合作暴雨落区和降水分布的预报方法 ,并以此方法对 2 0 0 0年 7月 4～ 7日新乡地区的暴雨进行了分析。

四川东北部“9·20”暴雨落区预报误差分析及思考

利用常规气象资料、卫星云图及雷达资料、自动气象站资料及NCEP1°×1°逐6h再分析资料,对2018年9月19—20日四川盆地东北部一次暴雨落区预报误差进行分析。结果表明:副高快速东退南压,配合低层强北风,加快了低层切变线和急流东退南压;西南气流偏西分量增强,偏南分量减弱,加快降水系统的东移,使得降水系统主要停滞在四川东北部的广安及达州中南部区域,造成该区产生暴雨和大暴雨。数值预报场上副高、切变线和急流东退南压速度均明显慢于实况,导致此次过程暴雨预报落区较实况误差较大。由卫星云图、地面流场和露点锋区分析可以看出,通过暖湿气流中具备抬升作用的位置可以判断1~3h内云团的演变趋势,确定强降水落区,为短临预报提供较好参考。通过多普勒雷达垂直风廓线产品(VWP)分析700hPa附近引导气流的转换来判断系统移动的速度和移出的时间。数值预报具有自身的误差和不稳定性,在实际业务中应以数值预报为基础,综合分析多种观测资料订正数值预报才能提高暴雨落区预报准确率。

数值产品集成叠加模型──内蒙古地区汛期短期预报工具

本文介绍了数值产品集成叠加模型的技术方法及检验效果。将验证选定的数值预报场与常规天气图预报经验相结合。在Ｓｕｎ工作站的Ｓｕｎｖｉｅｎ窗口环境下，用ＳｕｎＧＫＳ编制，包括图形叠加、分析与检测、综合判断、降水落区采集、最后给出内蒙古自治区汛期数值产品集成叠加模型的降水落区、强度分布预报图。

用日本数值预报产品预报桂林市强降水的检验

用日本数值预报产品 JFU FE5 0 2、JFU FE5 0 3,对桂林市大雨以上强降水过程进行分析检验 ,结果表明有较好的预报能力 ,只是预报值偏小 ;在不同天气系统影响下 ,其预报性能也有所不同。实际运用时 ,结合天气形势、实际预报经验和其它预报方法进行有效订正 。

成都区域气象中心高低分辨率η模式降水预报检验分析

利用成都区域气象中心 η坐标模式 ,对 2 0 0 2年汛期及主要降水过程进行了 η坐标模式降水预报检验 ,对典型个例进行了详细的分析。结果表明 :模式对夏季区域性过程有较强的预报能力 ,模式预报雨量中心强度有 5 0 %与实况相差小于 2 5毫米。模式对晴雨预报有较好的指导意义 ,对降水强度的预报通常偏弱 ,对落区的预报位置易偏西、偏北。模式易漏报不易空报 ,当模式预报有较大量级的降水时 ,实况出现的概率很大 ,但要注意落区的位置。高分辨率模式在降水中心强度的预报较低分辨率模式接近实况 ,低分辨率模式在降水落区和中心位置预报上较接近实况。

西北区东部6—9月大雨短期预报支持系统(MOS)

本文试用 ECMF500 百帕48小时预报高度场格点资料和 BJ 北半球模式数值预报产品格点资料,选定关键区对西北区东部大雨短期预报建立人机对话的支持系统。技术路线是:气候分析选定过程——大雨日当时场有限区环流分型——逐级消空——进入分型 MOS 数学模型——判别过程有无和参考落区。本系统的运行环境为 IBM/PC 机及其兼容机,支撑软件包使用 BASIC 语言和C 语言,操作方便。实现本系统,将为区域中心日常预报业务增添一有效工具。