长江中下游汛期降水模式预测误差相似性及其可预报度

对数值模式预测误差进行相似预报进而订正模式预报结果,是提高模式预报水平的有效手段之一.本文从数值模式预测误差场存在相似性的角度出发,研究了长江中下游汛期降水逐年模式误差场间的相似性及其可预报性,探讨了数值模式预测误差在历史资料中的相似信息量,发现利用相似误差订正可以明显提高模式预报水平.进一步对历史模式预测误差场进行经验正交函数(EOF)分解,着重研究了误差场前三个特征向量的空间分布及其时间系数演化规律,发现对各分量分别进行相似预报可以简化预报对象,并且针对性更强,可以提高其潜在预报水平.在研究数值模式预测误差场相似性的基础上,定义了数值模式预测误差的相似可预报度,用以衡量逐年模式预测误差的可预测性,发现模式预测误差场前三个分量的相似可预报度明显高于原始模式误差场,揭示出有针对性地分别预报模式预测误差各分量的潜在应用价值.

城市污水管道预报健康度评价模型及其应用研究

根据现状管道破坏的可能性及其环境影响后果等因素,建立了城市污水管道预报健康度评价指标体系,基于灰色系统理论提出了城市污水管道预报健康度灰色关联综合评价模型,并运用此模型对四川岳池城东新区城市污水管道的预报健康度进行了综合评价。结果表明:运用灰色关联综合评价模型计算得到的预报健康度可为确定污水管道检测的优先次序提供依据,健康度较低的管道应优先被检测;在灰色关联评价法中,将模的大小与夹角的大小结合起来,可以较全面地反映污水管道与虚拟最健康管道的接近程度;采用多时段管道评价矩阵可避免评价模型的奇异性。

Nudging资料同化对北极海冰密集度预报的改进

北极夏季海冰的快速减少使得北极航道提前开通成为可能。为了给北极冰区船运活动提供及时可靠有效的海冰预报保障,急需提高海冰预报水平。本文基于麻省理工大学通用环流模式（MITgcm）,使用牛顿松弛逼近（Nudging）资料同化方法将德国不莱梅大学的第二代先进微波辐射成像仪（AMSR2）海冰密集度资料同化到模式中,建立了北极海冰数值预报系统。设计试验对比3种不同Nudging系数计算方案的改进效果,结果表明选择合适参数后,不同方案均能显著改进海冰密集度初始场。通过设计有无Nudging同化的两组预报试验,结合卫星遥感海冰密集度及中国第五次北极科学考察期间＂雪龙＂船的走航海冰密集度观测数据,定量分析了Nudging同化方案对北极海冰密集度的24~120h预报结果的改进效果。结果表明,Nudging同化对120h内全北极海冰密集度的空间分布和移动单点目标的海冰密集度预报结果均有显著改善;但在海冰变化很小的情况下,Nudging同化试验的24~120h预报结果均劣于惯性预报结果,说明基于Nudging同化的数值预报系统还需进一步提高预报技巧。

金属热变形组织晶粒度预报的应用现状

介绍了金属热变形组织晶粒度预报的典型应用及几种金属的再结晶演化模型。晶粒度预报技术便于厂商控制产品质量,从而降低生产成本,已经得到广泛使用。

多向镦粗7075铝合金动态再结晶组织晶粒度预报

采用多向镦粗对7075铝合金试样进行压缩,利用有限元软件对多向镦粗的组织晶粒度预报,探索模拟分析与实验分析相结合的方法,研究7075铝合金多向镦粗过程的组织晶粒变化规律,并对五道次镦粗试样与初始样进行室温拉伸力学性能测试和采用SEM断口形貌观察。模拟结果表明:经过5道次镦粗后试样中心区域的组织晶粒明显细化,晶粒尺寸从初始的40μm减小到17μm;随着道次的增加,组织晶粒细化效果逐渐减弱。对比模拟预报与实验分析结果表明:两者在晶粒细化程度上吻合良好;经过5道次镦粗之后,拉伸断裂强度从初始的547 MPa增加到665 MPa,断面收缩率从初始的7.1%增加到28.4%,断口韧窝深而大,强度塑性明显提高。

等通道转角挤压7075铝合金动态再结晶组织晶粒度预报与性能分析

采用等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)对7075铝合金试样进行挤压,利用有限元软件对ECAP的连续动态再结晶组织晶粒度预报,探索模拟分析与试验分析相结合的方法,研究7075铝合金ECAP过程的组织晶粒变化规律,并对ECAP后的试样与初始样进行室温拉伸力学性能测试和采用扫描电镜断口形貌观察。模拟结果表明:经过一道次ECAP后试样的晶粒大小明显细化,从初始的40μm减小到24.6μm。采用ECAP法挤压7075铝合金试验,试样的头部P1、中部P2和尾部P3三处晶粒尺寸分别为23.8μm、23.7μm、23.9μm,三处晶粒尺寸非常相近。对比模拟预报与试验分析结果表明:两者在晶粒细化程度上吻合良好;经过一道次ECAP之后,拉伸断裂强度从初始的548 MPa增加到619 MPa,断面收缩率从初始的7.1%增加到10.6%,断口韧窝为深且大的等轴韧窝,强度和塑性均明显提高。

等通道转角挤压7075铝合金动态再结晶组织晶粒度预报

采用等通道转角挤压(ECAP)对7075铝合金试样进行挤压,利用有限元软件对ECAP的连续动态再结晶组织晶粒度进行预报,采用有限元和实验相结合的方法,研究不同挤压道次对7075铝合金A路径ECAP过程组织晶粒度的影响。模拟结果表明,经过一道次、二道次和四道次A路径ECAP后试样中心区域的晶粒尺寸分别为24.8μm、20.2μm、16.7μm,晶粒随着挤压道次的增加不断细化。通过金相定量法计算可得一道次、二道次和四道次A路径ECAP实验后试样中心区域的晶粒度分别为26μm、20μm、16μm,与有限元预报结果吻合良好,最大误差小于5%,证明基于连续动态再结晶模型的有限元预报准确性较高。

内蒙古地区玉米螟发生的气象条件适宜度预报

利用内蒙古地区1971-2005年的气象数据和玉米螟发生资料,结合玉米螟的生理气象指标,运用相关分析方法选取影响玉米螟发生的关键气象因子,假设玉米螟发生的气象条件适宜度为各气象因子确定的适宜等级与相应权重乘积的总和,建立了内蒙古地区玉米螟发生的气象条件适宜度预报方程;2006-2010年的试报结果表明,预报等级与实际发生程度基本一致,说明所建立的预报方程可以用于当地玉米螟发生程度的预报和预测。

相似离度法在逐日降水概率预报中的应用

考虑环流的演变特征,设计一种环流演变相似离度预报方法,利用1991～2001年的ECMWF24～144h的格点资料,分别提取3个物理意义清晰、又具有立体性和多元性的相似因子,依据最小离度相似原理,进行相似离度过滤,从历史样本中选出与预报形势演变场最相似的样本,对照济南市及其周边五县(区)各站的降水情况,预测出各站未来1～6d的逐日降水概率。

遗传神经网络在大坝变形预报因子重要度判定中的应用

提出了一种应用遗传神经网络判定大坝变形预报因子重要度的方法,分析了如何从学习后的网络权重中提取预报因子重要度信息,应用数理统计方法消除了网络学习初始权重对判定结果的影响。用一实例对提出的方法进行了验证,表明该方法具有很强的操作性和较高的准确性。

新疆棉花生产预警:实证分析、警度预报和政策建议

国内外对棉花预警的研究鲜有涉及 ,棉花生产预警研究可为棉花的可持续发展提供技术支撑 ,为政府决策提供科学依据。本文根据所设计的新疆棉花生产预警指标体系 ,对新疆棉花生产的警情状况进行初步实证分析 ,并对未来警度做出尝试性的预报 ,最后提出了新疆棉花生产走出低谷的政策建议。

砂岩级配料开采爆破块度预报与爆破参数优化研究

通过张河湾抽水蓄能电站上水库面板堆石坝级配料开采爆破试验对Kuz-Ram爆破块度预报经验模型进行修正,建立了适合张河湾蓄能电站级配料开采的爆破块度分布模型,通过对爆破块度级配与爆破参数的相关分析,提出了砂岩级配料开采的优化爆破参数.

欧洲中心集合预报在中国区域中期时效离散度-预报技巧关系分析

预测数值模式对于中期天气预报能力是集合预报的重要应用之一。为研究集合预报在中国区域中期时效(96～360h)预报技巧的预测能力,本文基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)全球集合预报系统2007—2011年500 hPa高度场和850hPa温度场预报数据,采取两种不同的离散度-预报技巧关系表征方法进行对比分析,结果表明:(1)以均方根误差为表征的预报技巧(RMS_(ENS))和离散度(SP_(RMSE))表现出季节循环特征,即冬(夏)季值高(低),这是大气内在性质的表现。而以距平相关为表征的预报技巧(AC_(ENS))和离散度(SP_(AC))没有显著的内在季节变化特征。(2)对比分析两种不同表征的离散度-预报技巧关系可知,以距平相关为表征的离散度-预报技巧关系更能反映中期时效的预报技巧,且850 hPa温度场较500 hPa高度场二者的相关性更好。(3)定量分析离散度-预报技巧关系表明,小离散度情况下更能体现高的预报技巧,但这种关系从96～360 h样本百分比下降了20%左右,而在大离散度情况下离散度-预报技巧关系相对弱一些,且随预报时效的延长样本百分比没有显著的降低。(4)样本统计显示中期各时效SP_(RMSE)和SP_(AC)二者一致的样本占59%～66%,并没有显示较高的一致性特征。上述分析结果为集合预报在中期时效预报技巧预测方面提供定性和定量的参考。

2021年7月17日长江中下游地区β中尺度低涡及其模式预报不确定性分析

2021年7月16—17日,在大尺度鞍型背景场中长江中下游地区生成了准静止的β中尺度低涡系统,造成苏皖地区出现局地特大暴雨及雷暴大风天气。欧洲中心(EC)控制预报对低涡位置的描述较实况明显偏北,由此在降水预报中也呈现出较大偏差,给预报决策带来较大误导。采用EC控制和集合预报产品,并基于“预报挑战度(MFC)”和“可预报性演变指数(PHDX)”等客观方法对低涡及降水预报不确定性进行分析,并在此基础上探讨模式偏差成因,得到以下结论:(1)对流层低层低涡东侧西南气流和东南气流的辐合以及低空急流的水平涡度输送是低涡发展的主要动力因素,而低涡东侧和南侧降水的潜热释放则构成低涡发展的热力因素;(2)EC控制预报不同起报时次均出现低涡位置偏北及雨带预报偏北现象,其集合预报产品离散度无法覆盖实况降水,揭示了此次过程的低可预报性,MFC和PHDX则能够客观指示此次过程低可预报性;(3)前期模式对低涡南侧西南气流南风分量预报偏大及对东侧辐合区刻画偏北造成前期东段降水偏北,而后在潜热释放、低空急流与低涡正反馈机制影响下,偏北的降水区造成低涡进一步预报偏北,最终导致整个时段预报较观测呈现巨大差异。

基于有限元法的转向直臂锻件晶粒度预报

通过建立耦合了42CrMo微观演化模型的热锻有限元模型,预报了一种转向直臂的热锻晶粒度。结果表明该热锻工艺能够得到晶粒度合格的产品。使用该工艺进行实际生产,对锻件进行了金相分析,结果与预报晶粒度吻合。

青岛地区的台风暴潮灾度预报研究

本文分析了青岛地区建国以来台风暴潮灾害状况和台风导致的增水、潮位、海浪等要素对风暴潮灾害的贡献；依据青岛沿海地区的台风暴潮成灾范围和经济损失额划分了灾级（即灾度）；利用１９４９年以来青岛地区的台风暴潮灾害个例，以潮位、海浪及它们的综合值为因子，运用逐步回归方法，建立了青岛地区的台风暴潮灾度预报方程。经回报、后报和实报检验，效果很好。

Φ6mm球形破片速度预报不确定度的评定方法

破片速度是评价破片式战斗部毁伤效能的重要指标之一,为准确预报破片速度并给出其预报不确定度范围,本文针对Φ6mm球形破片速度衰减规律进行实验研究.采用区截测速法获取实验数据,通过对实验数据的分析掌握了球形破片速度衰减规律.为准确预报破片速度,建立了破片速度预报经验模型,分析了影响破片速度预报不确定度的因素,并分别探讨了各预报不确定度分量的计算方法,建立了速度预报不确定度模型.实验表明,该模型可以准确预报破片速度.

Kuz-Ram爆破块度预报模型在Jatigede大坝堆石料爆破开采中的研究与应用

在Jatigede大坝工程堆石坝料生产中,通过对Kuz-Ram爆破块度模型预报进行研究与应用,提供了一种较为成熟的、快速确定爆破料级配曲线的方法。通过块度模型的应用,可以提高爆破试验的效率,并且可以在地质条件反生变化时,该模型可以用于快速调整爆破参数。

块度预报模型在南水北调中线工程渠首爆破开挖中的应用

由于KUZ-RAM模型预报的爆破块度分布与实际情况有较大出入,在实际工程应用中应加以修正。为了研究块度预报模型在南水北调中线工程渠首爆破开挖工程中的应用效果,基于南水北调中线渠首爆破开挖工程的实际情况,对KUZ-RAM爆破块度预报模型的优点与适用性进行了分析探讨,并选取该模型作为工程中爆破开挖的块度分布预报模型。研究结果表明:模型反映的爆破块度分布线性特征和变化趋势基本与实际情况保持一致,满足现场预测预报需求。结合现场爆破试验数据对KUZ-RAM模型进行修正,能更为准确地预报工程爆破块度。

7075铝合金热变形时动态再结晶晶粒度演化模型

7075铝合金在热变形过程中主要发生连续动态再结晶，在温度为250-450℃、应变速率为0．1～1s^（-1）的条件下，对多组圆柱试样进行热模拟压缩实验。采用金相定量法对热变形后材料的显微组织晶粒度进行测量，建立7075铝合金热变形时动态再结晶晶粒度演化模型。结果表明：根据唯象理论的指数模型，利用线性回归方法求得7075铝合金热塑性变形组织晶粒度的演化模型；将该模型导入到有限元软件中能够预报7075铝合金热变形过程的连续动态再结晶晶粒度；预报结果与实验结果非常接近，说明将该演化模型导入有限元软件中可以较为准确地预测7075铝合金热变形过程动态再结晶晶粒度。