CMA-BJ系统总云量预报性能检验评估

云是天气气候中最重要、最活跃的因子之一,对大气系统的辐射能量平衡和水分循环起到重要调制作用。对总云量进行有技巧的预报也为更好把握天气现象、预测光伏发电等新能源出力提供客观依据。中国气象局北京快速更新循环数值预报系统(CMA-BJ)可提供我国逐小时高分辨率总云量预报产品,本文采用时间尺度分离的方法对其预报性能开展系统性评估,并对误差来源进行分析,从而为产品释用和模式改进提供参考。结果表明,CMA-BJ总体能够抓住总云量的空间分布以及日变化强度特征,在1~24 h时效预报和观测的总云量空间相关系数在各月均超过0.6,但在冬季(1月)对总云量和日变化强度存在较为明显的低估,全国平均云量负偏差达-0.133。随着预报时效的延长,模式对云量逐时变率的预报能力有所下降,预报第1至第4天的平均TCC分别为0.470、0.409、0.355、0.315,有技巧的预报可维持至48~72 h。诊断分析表明,模式中相对湿度偏小可能是造成总云量预报负偏差的主要来源之一,垂直速度预报偏差也是影响云量预报误差的重要原因。

基于BJ成形的PMMA模具熔模精铸应用研究

熔模精铸技术的制造工艺亟需寻求新材料、新工艺、新技术,以达到提高效率、降低成本的目的。针对这一问题,选用PMMA粉末为原材料,采用粘结剂喷射成形(BJ)技术成形模具,结合传统熔模铸造工艺,实现一种快速铸造并得到金属制品的技术。这项技术能完成快速研发试制与批量化金属产品铸造,生产速度是传统熔模铸造的几十倍,几乎没有灰分残留,很好地满足了熔模铸造的使用要求。

空泡溃灭的Bjerknes效应

根据 Bjerknes力的基本理论和空泡动力学方程 ,推导出了空泡运动时 Bjerknes力的表达式。在此基础上 ,对空泡溃灭时的 Bjerknes力进行了计算和分析。

声场中气泡间次Bjerknes力和气泡群聚现象

基于双气泡耦合振动方程,研究了强声场中初始半径为10μm以上的两个球形气泡之间的次Bjerknes力,并探讨了驱动声压振幅、驱动频率、气泡间距和双泡的初始半径对次Bjerknes力的影响。结果表明:强声场中气泡运动的非线性效应,使泡间的次Bjerknes力增加,进而导致气泡大量聚集,互相牵制,形成稳定的气泡结构,即气泡群聚现象。

次Bjerknes力作用下气泡的体积振动和散射声场

利用Lagrange方程得到了次Bjerknes力作用下气泡的体积振动方程,并探讨了次Bjerknes力作用下不同参数对气泡体积振动振幅和振动初相位的影响,研究了振动初相位差为π和0的气泡对在液体中形成的散射声场特征.结果表明：次Bjerknes作用力下,相邻气泡半径、气泡间距、多方指数均能影响气泡的体积振动振幅,气泡对的均衡半径、气泡间距和驱动频率则对气泡振动初相位产生明显影响;相距很近、相位相差为π的两个气泡的散射声压与气泡体积振动振幅、气泡间距、驱动频率和振动初相位有关,随声场距离成反比减小,与声场位置有关,其平均散射声功率是单个孤立气泡的1/6（kd_（12））~2半径相同、相距很近、相位相同的两个6气泡的散射声压与气泡振动初相位、体积振动振幅、气泡间距、驱动频率有关,随声场距离成反比减小,其平均散射声功率是单个孤立气泡的4倍.

非球形效应对强声场中次Bjerknes力的影响

考虑了非球形气泡在声场中的形状振动,推导了非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力方程,数值模拟了声场中非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡之间的次Bjerknes力,并对非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力的影响因素进行了分析讨论.研究结果表明:当驱动声压振幅大于非球形气泡的Black阈值且又能使得非球形气泡稳定振动时,在第一个声驱动周期内,非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡的次Bjerknes力方向差异较大,在大小上是两个球形气泡次Bjerkens力的数倍,且有着更长的作用距离.非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力取决于非球形气泡的形状模态、两个气泡初始半径的比值、驱动声压振幅、气泡间距和两个气泡的相对位置.

Bjerknes力对微气泡运动特性的影响

以水为工作介质,利用气泡的控制方程,模拟微气泡在驻波声场中运动特性,分析了Bjerknes力对气泡运动轨迹的影响.结果表明:不同声压下,同一位置或相同声压不同位置的气泡所受到的Bjerknes力的系数相差几个数量级,气泡在向声压波腹区域移动过程中,所受的主Bjerknes力先增大后减小,而次Bjerknes力一直增大,它们的作用使气泡在声轴周围形成一个圆环,声压越大,圆环越大.

基于个性化发展理念的大学数学BJ教学模式研究与实践

从BJ教学模式导入大学数学课堂的教学策略、教学内容、教学方法、教学手段等四个方面验证大学数学BJ教学模式的实践可行性,分析其对学生、教师、课堂效果的影响,从而提出对这一教学模式的应用展望。

基于CMA-BJ的北京地区短时强降水预报试验

基于2019—2021年4—9月北京快速更新数值预报系统(CMA-BJ)产品以及北京地区地面气象站逐时降水实况,从表征水汽条件、热力和能量条件以及动力条件的多个物理量中筛选出在有无降水、是否强降水情形中有显著差异的物理量作为因子,采用配料法和模糊逻辑算法构建北京地区0~12 h时效逐小时短时强降水概率预报模型。以2019—2021年4—9月最优TS评分和偏差评分的概率值和组合反射率因子为确定性预报的概率阈值和消空处理阈值,运用该预报模型对2022年4—9月每日4次0~12 h预报时效北京地区短时强降水产品进行预报和检验。结果表明:北京地区短时强降水TS评分和偏差评分分别为0.104和1.341,预报效果明显优于CMA-BJ预报产品。概率预报模型能够有效提升强降水高发地区,即山前及平原地区的短时强降水预报技巧,获得较为平衡的命中率和空报率,但对山区预报技巧的提升有限。

CMA-BJ V2.0系统华北地区降水预报性能评估

利用CMA-BJ V2.0系统在2021年汛期(6—9月)华北地区预报的平均日降水量和24 h内逐时降水量,评估不同水平分辨率(3 km和9 km)在降水量、有效降水时次占比、降水强度、降水日变化等方面的预报性能。结果表明:9 km和3 km分辨率预报均可较好地反映降水量和落区,捕捉平均日降水量大于8 mm的降水区域分布特征,但降水量级的预报较观测偏大;对小时降水量和有效降水时次占比日变化的预报与观测基本一致,但对傍晚的峰值预报偏强,且多个时段空报,同时高估了小时降水量。与9 km分辨率预报相比,3 km分辨率预报对有效降水时次占比随累积降水量的变化趋势与观测更接近,对小时有效降水时次占比日变化、峰谷值出现时间的预报也与观测更接近。9 km分辨率预报对弱降水过程的预报能力更优,而3 km分辨率预报对强降水过程的预报能力更优。

基于CMA-BJ数值预报模式产品的复杂地形下冬奥站点地面气温和风速预报方法研究

北京冬奥服务对站点气象要素预报提出了明确需求,2 m气温预报偏差在±2℃以内,10 m风速预报平均偏差小于观测的30%,文中提出一种基于相似集合嵌套一元线性回归的预报方法—嵌套相似集合(AnEn-Ne),该方法基于相似集合思路,在满足一定条件时,启动其嵌套一元线性回归提供订正预报。冬奥赛期(2021年11月1日—2022年3月15日)实时业务预报表明,嵌套相似集合具有较好的预报效果,相对业务数值模式(CMA-BJ)预报,预报精度显著提高,相对相似集合预报和一元线性回归预报精度明显提高,其预报结果满足冬奥服务需求。复杂地形下的要素预报检验表明,CMA-BJ模式预报2 m气温虽然存在较明显的系统偏差,但与观测相关较强,对观测的表征意义明显,订正后能有效消除复杂地形影响,10 m风速模式预报偏差振荡明显,模式预报与观测相关较弱,表征意义差,订正后站间差异明显;改进CMA-BJ模式复杂地形区近地面风速预报对观测的表征意义,可进一步提高该预报方法对10 m风速订正预报的精度。

非单频声场中耦合双泡振动特性研究

利用Keller-Miksis方程,计算了初始半径分别为2、5μm的耦合气泡在非单频声场中气泡半径、次Bjerknes力的变化规律.计算结果表明,非单频驱动声场中耦合双泡的半径、次Bjerknes力与驱动声压幅值、声压幅值之比、驱动频率有关.当声压幅值比、驱动频率一定时,驱动声压越大,最大膨胀半径越大、次Bjerknes力越大;驱动声压、驱动频率一定时,声压幅值比越大,最大膨胀半径越大、次Bjerknes力越大;当驱动声压的振幅、声压幅值比一定时,驱动频率越大,最大膨胀半径越小、次Bjerknes力越小.

基于气泡统一方程的声场双气泡耦合作用研究

针对声致空化现象中双气泡相互作用力展开了研究。本文基于气泡动力学的基本理论,将气泡统一方程应用到声场中双气泡的耦合作用研究中,建立了可用于计算声场中多气泡耦合的理论模型,并以此研究了不同类型的声场中双气泡次Bjerknes力的变化趋势。研究结果表明:在声压幅值较小的行进波声场中,对于非线性脉动的双气泡,其相互作用现象不仅与声场参数相关,还会受到双气泡初始体积比的影响。若固定其中一个气泡的初始体积,同时改变另一个气泡的初始体积,则双气泡间第1周期内的次Bjerknes力会在初始体积相等时达到第1个极值,随后呈现周期性的起伏,并在总体上呈增大趋势;而双气泡相互作用在声压幅值较大的行进波声场中会随初始半径比的增大持续增强,且周期性的起伏现象并不明显。在驻波声场中靠近波节的位置也能观测到这一现象。此外,本文还探究了非线性振动的双气泡在具有相同频率、不同声压幅值的组合波声场中的耦合效应。本文的研究可为声场中双气泡相互耦合作用以及气泡群动力学相关应用提供理论基础。

CoLM模式对青藏高原中部BJ站陆面过程的数值模拟

利用公共陆面模式Common Land Model(CoLM)及"全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验"(CAMP/Tibet)中那曲地区Bujiao(BJ)站2002—2004年的观测资料对该地区进行了单点数值模拟试验。通过比较模拟与观测的地表能量通量,表明CoLM较成功地模拟了该地区的能量分配。模式对向上的短波辐射、向上的长波辐射、净辐射及土壤热通量模拟得较好,但冬季存在偏差。进一步比较了模拟和观测的土壤温度及土壤湿度,发现浅层60 cm土壤温度模拟较好,深层存在偏差,表现为土壤温度变化滞后于实际变化。土壤湿度总体偏小,尤其是冬季冻结期,土壤冻融过程中忽略了土壤液态水在温度0℃以下仍能存在,含冰量模拟偏高。

伪狂犬病病毒BJ/YT株毒力相关基因gE和TK序列分析

本试验对2012年从北京地区约克夏犬体内分离得到的伪狂犬病病毒（PRV）BJ/YT株主要毒力基因gE和TK的分子特征和进化关系进行了分析。结果显示,BJ/YT株gE基因与参考序列的核苷酸和氨基酸同源性分别为98.9%～100.0%和98.3%～100.0%;TK基因核苷酸和氨基酸同源性分别为99.2%～99.9%和99.0%～100.0%。BJ/YT株与同期河北猪源分离株进化关系较近,各毒株之间同源性高,并且存在一致的核苷酸突变位点;与其他参考序列比对分析结果显示,BJ/YT株主要毒力基因存在变异位点,但这些位点均不在已知的主要功能区和抗原表位区内。因此,从分子流行病学角度来看,BJ/YT毒株是近年北京及其周边地区PRV流行毒株,但gE和TK基因的变异对流行毒株的毒力无明显影响。

SARS病毒BJ01株空斑测定方法的建立

目的 建立SARS病毒空斑测定方法 ,为SARS病毒生物学研究提供手段。方法 将不同稀释度SARS病毒BJ0 1株分别接种Vero细胞单层 ,然后加营养琼盖。按DullbeccoR的方法计算空斑滴度。结果 SARS病毒BJ0 1株加营养琼盖后 ,3天即可出现空斑 ,形态呈圆形 ,直径 2 .5～ 3mm ,大小均匀。结论 建立的SARS病毒的空斑方法稳定 。

BJ-MODS、APACHE Ⅱ、SOFA、Marshall-MODS评分系统对MODS患者病情评估价值的比较

目的评价BJ-MODS、APACHE Ⅱ、SOFA、Marshall-MODS四种评分系统对多器官功能障碍综合征(MODS)患者的病情评估及预后的价值。方法前瞻性、多中心搜集MODS患者191例,选取资料完整的MODS患者141例,分别进行BJ-MODS、APACHE Ⅱ、SOFA、Marshall-MODS评分,比较存活组和死亡组之间各种评分以及同一组不同时间段的分值差异;以及四种评分不同分数段患者病死率。然后分别绘制患者入组第1天的BJ-MODS、APACHE Ⅱ、SOFA、Marshall-MODS受试者工作特征曲线,计算ROC曲线下面积,评价各评分预测MODS患者预后的准确性。结果141例患者中,存活84例(59.6%),死亡44例(32.2%),放弃治疗12例(8.5%),其他1例(0.7%)。总住院病死率为31.2%,ICU病死率为29.1%。存活组和死亡组在入组第1天APACHE Ⅱ评分,有统计学差异(P<0.05),而BJ-MODS、SOFA、Marshall-MODS评分均无统计学差异(P>0.05),入组第7天的BJ-MODS、APACHE Ⅱ、SOFA、Marshall-MODS评分均有统计学差异(P<0.05)。存活组和死亡组四种评分在两个时间段的差值,有统计学意义(P<0.05)。BJ-MODS和Marshall-MODS评分随着病死率增加而增加,入组第7天差异有统计学意义(P<0.001);APACHE Ⅱ和SOFA入组第1天评分随着病死率增加而有所下降,入组第7天差异有统计学意义(P<0.001)。BJMODS评分入组第1天、入组第7天及第1天与第7天差值的曲线下面积分别为0.600、0.865、0.835,APACHE Ⅱ评分为0.618、0.869、0.821,SOFA评分为0.556、0.872、0.893,Marshall-MODS评分为0.551、0.870、0.871。BJ-MODS入组第1天评分随着器官障碍数目的增加而增加,有统计学差异(P<0.05),而BJ-MODS入组第7天、APACHE Ⅱ、SOFA、Marshall-MODS评分增加不明显。ICU病死率随着器官障碍数目的增加而增加,有统计学差异(P<0.05)。结论 APACHE Ⅱ评分对MODS患者病情严重程度的预后评估能力最好,BJ-MODS与SOFA、Marshall评分相当。

基于BJ-1小卫星遥感数据的矿区土地覆盖变化检测

为了评价利用北京一号小卫星(BJ-1)遥感数据监测煤矿区土地利用/地表覆盖变化的效果,针对其数据特点,选择基于图像信息运算和图像信息变换的直接变化检测法以及分类后比较法,对徐州东矿区2007～2008年土地利用/地表覆盖变化情况进行检测,以对比、评价各种方法在土地利用/地表覆盖变化检测中的应用效果和BJ-1数据的适用性。结果显示,变化矢量分析法的检测精度最高,其后依次为图像比值法、图像差值法和多波段主成分分析法。通过变化检测,确定徐州市东矿区土地利用/地表覆盖变化较为集中的几个区域,包括东矿区北部的青山泉矿、韩桥矿、董庄矿和南部的大黄山矿等地区。

基于BJ-RUC系统的人影冷云催化潜力识别模式平台设计

提前准确识别冷云催化潜力,有助于提升人工影响天气作业的科学水平,是实现气象现代化的重要保障。北京市人工影响天气办公室基于BJ—RUC系统,设计研发了北京人影冷云催化潜力识别模式平台(BJ—CCSPR平台)。该平台通过后台支撑系统和前台分析系统的有机结合,具有自动处理数据监测、模式计算、人影业务产品制作与显示等功能,并能实现人机交互操作。冷云综合催化潜力指标基于BJ—RUC系统输出的三维云宏微观物理量条件、热力和动力条件设计研发,可直观地提供人影催化潜力区的空间和地域分布,具有较强的科学性和可信度。业务应用表明:该平台性能稳定,自动化程度较高,易于扩展,实用性强;与BJ—RUC系统结合,业务产品基本可以反映未来24 h内人影相关物理量场的变化情况;地基增雪和飞行增雨典型实例说明冷云综合催化潜力指标可直接服务于人影决策指挥,在实际业务中发挥重要作用。

柔嫩艾美耳球虫BJ株核酸疫苗的构建及其免疫保护效果研究

将 E.tenella BJ株的保护性抗原基因 TA4插入真核表达载体中 ,然后在其上游融合方式插入 Et1A基因 ,构建成核酸疫苗并进行体外表达。IFAT检测表明 ,p CT转染细胞的荧光亮度高 ,p CTE载体大 ,转染效率低 ,荧光较弱。动物保护性试验中 ,间隔一周两次免疫鸡后攻虫发现 ,核酸疫苗对球虫感染具有明显的保护作用 ,可显著减轻球虫感染引起的机体增重下降 ,其中 ,重组干扰素联合 p CT中剂量 (5 0 μg)免疫时 ,鸡的增重效果最为明显 ,盲肠病变值也最小 ,ACI可达 16 7.2。试验还发现 ,5 0 μgp CTE可达到 10 0 μg p CT的抗球虫效果 ,ACI在 16 0以上 。