中国夏季月际—季节平均降水动力和统计结合实时预测模型

中国夏季降水大幅度月际尺度变化往往造成极端旱涝事件交替或转折,但其月际异常会被季节平均掩盖,影响季节尺度气候预测准确度,因此亟需考虑月际气候预测,提升月际—季节尺度气候预测准确度。本文首先采用年际增量和场信息耦合型预测方法研制中国夏季6~8月月际尺度降水动力和统计结合气候预测模型,之后根据月际尺度降水预测,开展季节平均降水预测。首先,基于前期观测信息和美国第二代气候预测系统(CFSv2)预测结果,选取前期12月观测的南太平洋中高纬关键区海温、1月北极关键区海冰密集度以及CFSv2预测系统2月起报的夏季同期关键区海温作为月际尺度降水预测因子,分别研制以上具有物理意义的单预测因子预测模型,并采用奇异值分解(SVD)误差订正方法对其改进;之后,利用多因子择优集合方案,研制预测效能较高且稳定的中国160站夏季月际尺度降水动力和统计结合预测模型,进而基于月际尺度预测开展夏季季节平均气候预测。1983~2022年夏季(6~8月)中国160站逐月降水预测模型的交叉检验结果表明:逐月回报与观测降水距平百分率的时间相关系数通过90%置信水平的站点占比分别为90%,88%,82%,多年平均的空间相关系数分别为0.39、0.40和0.39,均通过99%置信水平。针对2020~2022年连续三年同样拉尼娜背景下但不同中国夏季降水形势,开展月际—季节独立回报检验,其结果显示,2020~2022年6、7、8月预测降水距平百分率的趋势异常综合检验(PS)平均分分别为75、75和70分;夏季季节平均降水的PS评分分别为72、76和73分,均高于多年业务预测平均分。由此,考虑月际异常开展季节尺度气候预测是提升月际—季节尺度气候预测准确度的一个有效途径。

深度净化含高氮、磷、化学需氧量污水的方法探究

城镇生活污水中总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)、氨氮(ammonia nitrogen,NH 3-N)含量及化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)值较高,需经过处理来降低水质参数值。文中比较了不同絮凝剂、吸附剂对污水中氮和磷的去除能力,比较了臭氧氧化法和芬顿法降低污水COD值的效果,通过化学沉淀法降低TP含量,最后采用多步联用处理技术对污水进行深度处理。结果表明:污水中TP、NH 3-N的去除率及COD值下降率均高于88.7%,其中COD值及NH 3-N浓度达到了国标一级A标准,而TP和TN浓度基本达到了的一级B标准。

重金属废水处理技术研究进展

废水中的重金属具有难降解性、长期积累性、毒害性、代谢困难及隐蔽性等特点,对生态环境和人类健康都构成了风险。目前常用的重金属废水处理方法包括稀释法、化学沉淀法、混凝-絮凝法及吸附法,本文对这些方法的除重金属机理、应用优缺点及进展进行了详细介绍,指出其普遍存在运行成本高、处理不彻底、可能造成二次污染等问题。认为废水处理-重金属回收等联合处理技术才能够解决目前复合污染问题,并取得良好的经济和社会效益;还应加强水处理技术机理研究,同时完善重金属废水修复工艺,开发出适用于实际排放的重金属含量范围内废水处理技术。另外,需在易受污染区域建立长期的重金属废水环境检测生态站,为重金属废水修复提供基础保障;应注重水处理技术评价的环境效应,避免二次污染。

基于贝叶斯融合方法的高分辨率地面-卫星-雷达三源降水融合试验

为了探讨一种适用于区域性的地面、雷达、卫星等多源降水资料融合的方法,一种曾用于高分辨雷达、卫星土壤湿度产品反演的贝叶斯融合(Bayesian Merging)方法被尝试应用于江淮地区1 h-0.05°×0.05°经纬度高分辨率的雷达估测降水、卫星反演降水与地面站点观测降水3种资料的融合。在应用该方法时,通过2009年8月样本统计分别估计卫星和雷达反演降水的误差关系,通过曲线拟合建立误差方程,并以卫星资料作为背景场,但在融合时将雷达估测降水作为新的观测信息与地面观测降水同时引入。融合试验检验结果表明:贝叶斯融合方法能够有效实现雷达、地面、卫星3种不同来源资料的融合,该方法生成的多源融合产品的精度均优于任何单一来源的降水产品。

改良酸碱联合法利用高铝粉煤灰制备氧化铝的实验研究

本实验以高铝粉煤灰为原料、Na2CO3为助剂,经中温烧结,酸溶除硅,碱溶除铁,加入铝酸钡除微量硅后,制得较纯净的铝酸钠溶液;向该溶液中加入Al(OH)3晶种,采用种分分解法制备得到Al(OH)3沉淀,于1200℃下煅烧2 h后,制得α-Al2O3。分析结果表明,制备的-αAl2O3粉体形态不规则,粒径在10μm以下,性能达到国标GB8178-87三级标准。本项技术符合国家发展循环经济的要求,是高铝粉煤灰资源化高效利用的有效途径之一。

混凝-硫化物沉淀联用法处理冶金污泥浸出液

以EDTA处理冶金污泥所得的含有大量络合态Pb,Cd,Cu和Zn 4种重金属的浸出液为研究对象,采用混凝-硫化钠沉淀联用法去除浸出液中络合态重金属,探讨了pH值、硫化钠用量、混凝剂PAC和助凝剂PAM用量对浸出液中重金属去除效果的影响。研究结果表明,在最佳pH=8时,单用硫化钠沉淀法时,可有效去除Cu^(2+),Pb^(2+)和Cd^(2+),但Zn^(2+)的去除率最高仅有20.8%。将混凝-硫化钠沉淀法联用,当添加相同量的硫化钠溶液时,联用PAC可使Zn^(2+)的去除率提高到99.80%,使残余液中4种重金属质量浓度均达到铜工业污水排放标准(GB 25467—2010)。添加PAM可减少PAC的用量,并提高了沉淀下沉速度,降低了沉淀分离难度。该方法有效去除了单一硫化钠沉淀法难以去除的络合态Zn^(2+),减少了硫化钠的用量,避免过量使用造成二次污染。

电除尘器运行参数对脱水装置性能的影响

在燃气轮机不同的运行负荷下,通过改变湿式电除尘器的喷淋水量、操作电压以及煤气入口条件,对煤气脱水装置的运行状况进行了现场测试。测试结果分析表明:曲板脱水装置的极限风速和阻力除取决于曲板的角度、折板块数及板间距外,还与电除尘运行状态有关。通过分析,确定了电除尘系统运行的操作水压和工作电压的最佳范围,并给出了曲板脱水装置的最佳工作条件,为燃气轮机的安全运行提供了保障。

中高纬度与热带大气的共同作用对江南4-6月低频降水的影响

基于中国国家气象观测站的逐日降水资料、NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)提供的逐日向外长波辐射资料和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)/NCAR(National Center for Atmospheric Research)逐日全球再分析资料,采用非滤波法提取10—30 d低频降水及低频环流因子,分析了1979—2013年江南地区4—6月低频降水及其关联的大气环流特征,着重讨论了中高纬度与热带共同作用对低频降水的影响及可能机理。结果表明:(1)江南4—6月降水的第1模态呈现全区一致的变化趋势,其10—30 d低频降水方差贡献率在江南南部较大,部分区域可达20%。(2)降水的低频异常不仅与热带对流有关,还与中高纬度大气环流的变化显著相关。当东印度洋及印度尼西亚一带对流旺盛,中国上游欧洲至西伯利亚地区高纬度位势高度表现为显著的正异常,江南上空为负异常时,有利于江南低频降水。(3)中高纬度大气环流与热带对流共同作用影响江南4—6月低频降水:当热带对流旺盛区(抑制区)位于东印度洋及印度尼西亚海洋性大陆一带时,热带热源的非绝热加热引起显著的上升(下沉)运动,并激发经向罗斯贝波北传;同时高纬度欧洲至西伯利亚地区的位势高度负异常(正异常)向东向南传播,两者在江南上游叠加,低压(高压)底前部的西南风(东北风)有利于孟加拉湾对江南的水汽输送加强(减弱),对应江南地区整层水汽通量辐合(辐散),低频降水偏多(偏少)。

基于广义线性模型和NCEP资料的降水随机发生器

天气发生器可以用来插补历史缺测气象数据或生成未来天气情境,近年来被普遍应用于对气象变量的降尺度研究,为陆面的水文、生态模拟提供外强迫输入。广义线性模型(GLM)是近年来用于建立大尺度气象变量与地面气象因子之间的一种有效方法,基于GLM的天气发生器具有一定的应用前景。本文以NCEP再分析资料中的单格点气温、500hPa位势高度、位温、相对湿度、海平面气压等5个变量作为影响降水变化的大尺度因子建立模拟逐日降水量的广义线性模型。模型中对降水概率的描述采用Logistic模型模拟,而对降水量则分别试用Gamma分布、指数分布、正态分布和对数正态分布来模拟,试图比较和揭示这些基于不同理论分布的模型的能力。模型中待定参数的估计及对研究区逐日降水量的模拟采用了完全相同的实测逐日降水数据和同期NCEP再分析资料。参数的最大似然估计用遗传算法来实现,对山东省临沂地区10个主要气象观测站降水资料的研究表明,Gamma分布模型的拟合效果最好,对数正态分布次之,指数分布再次,正态分布最差;参数估计分月获取的拟合效果略好于不分月的。模型逐日降水模拟表明,对降水发生概率的模拟会低估各月的多年平均值,基于指数分布的GLM会低估各月总降水量期望(为月内每日降水量期望之和)的多年平均值,而基于对数正态分布的GLM则会在降水量较大时产生高估现象。由对应的天气发生器模型生成的随机模拟降水序列表明,基于对数正态分布的模型会高估月降水量较大时的多年平均,而基于指数分布及Gamma分布的模型则模拟效果较好。总体上看,这种基于NCEP再分析资料和GLM的天气发生器对降水变率具有很强的解释和模拟能力。

四钼酸铵转化成七钼酸铵的工艺研究

介绍了以四钼酸铵为原料,采用联合法制取七钼酸铵,研究七钼酸铵结晶过程的工艺条件,试验考察了多因素条件对七钼酸铵产品直收率与物理性能(表面形貌、粒度)的影响。根据优化结果产出的七钼酸铵产品,纯度较高、杂质含量低、表面形貌较好、粒径均匀,质量达到国标MSA-0牌号标准。

基于突变分析的周期——ARMA模型年降水量模拟

使用M-K法检验珠江流域云南片1956—2012年年降水量系列,发现该系列在2003年出现变少突变信号,以突变点为分界点,去除突变因素,重新构建年降水量系列。分别构建原系列及考虑突变因素新系列周期—ARMA线性组合模型并模拟计算,结果表明,考虑突变因素后,系列周期将发生一定变化,但有利于提高模型模拟精度。

再分析降水资料的适用性评估与偏差校正——以长江中下游地区为例

为弥补长江中下游地区台站观测资料的部分缺失,探究再分析数据集的适用性,从时间和空间上评估ERA5和CFSR再分析降水数据集精度,建立了包含相关系数、相对偏差、均方根误差和Kling Gupta系数多指标定量综合评价体系,提出了结合校正系数法与自回归模型的组合校正法(C-AR);并将C-AR校正法与单一的校正系数法、AR模型以及校正系数法与最邻近抽样法组合的校正法(C-KNN)进行对比,探究C-AR组合校正法的校正效果。研究结果表明:①ERA5和CFSR与实测降水数据在年、季尺度上降水趋势变化和年内分配规律上较为一致,且与实测数据的相关性均较好;②ERA5和CFSR在实测降水量多的区域均存在正偏差,而在实测降水量少的区域存在负偏差;③C-AR组合校正模型不仅可在量级上校正数据集,还可提升数据集与实测数据的相关性,可多方面综合改善数据集精度,提高数据集适用性,校正效果要优于校正系数法、AR模型和C-KNN组合校正法。

中长期水文预报方法的理论探讨

利用水文气象规律和统计学方法，从水分方程出发并通过对形成降水的两个要素（可降水及天气系统）进行定性和定量分析。

登陆热带气旋特大降水预报

根据参考文献[1]中的热带气旋资料,采用因子组合分析方法,找出了影响登陆热带气旋特大降水的主要因子和条件因子以及它们之间的组合关系,建立了热带气旋特大降水的预报判别式,利用此判别式对热带气旋特大降水进行模拟和试报,其结果比较理想。

中心组合设计优化去除多金属离子矿山污水及其资源化利用

为净化多金属离子污水,采用中心组合设计和响应面方法优化了NaOH-Na2CO3复配体系沉淀多金属离子矿山污水的去除效果,分析了离子沉积效果的原因;借助XRD、BET等分析手段表征了沉淀物焙烧后所得产物的微观结构及其光催化性能。结果表明,NaOH-Na2CO3复配溶液的优化摩尔比为1︰2.4,复配液的加入可使多金属离子污水产生协同沉淀效应,比单一的NaOH与Na2CO3溶液的沉淀效果好,所排放的清水COD值为35.6 mg/L,氨氮值为13.74 mg/L,达到国家污水综合排放Ⅰ级标准。500℃焙烧后的产物为能隙梯度型半导体金属氧化物(Fe2O3·CdO·Bi2O3·SnO2)与碱土金属碳酸盐(CaCO3·SrCO3)的复合物,其中金属氧化物有利于光催化效果的提高,而碳酸盐则起抑制作用。室温下、1 h内,样品对甲基蓝的光催化降解率依次为BNaOH(76.8%)>A(49.6%)>BNa2CO3(5.3%),沉淀物得到了有效利用。

降水对PC工法组合桩围堰变形的影响研究

基于金鸡湖隧道工程,采用理论和现场试验相结合的方法,探讨了PC工法复合桩围堰的变形机制和稳定性。主要得出了以下研究成果:(1)围堰内降水对PC工法组合桩围堰各个监测点的变形状况有较大影响。(2)各监测点的变形与围堰所在的位置有关,其中,在围堰中心的测点最大,在岸坡附近的测点变化最小。(3)围堰降水时以400~500 mm/d的降水量为宜,过高的降水量会使围堰的变形迅速增大,严重地影响到围堰的安全。

镍钻高盐多金属复杂废水除重技术研究

重金属废水中重金属离子种类繁多、含量较高,水质复杂、变化快,具有很强的缓冲能力和络合性。经过一年对碱中和沉淀法、硫化物沉淀法、絮凝沉淀法、螯合沉淀法等多种除重技术进行的实验研究,发现重金属捕捉剂螯合沉淀法有明显的去除优势。通过生产性扩大试验,进一步证明“碱中和沉淀法+重金属捕捉剂螯合沉淀法”组合工艺去除废水中重金属离子效果显著,明显优于传统去除技术。

尾矿中锌解吸-电动-硫化钠沉淀联合修复

对某含锌尾矿进行解吸-电动-硫化钠沉淀联合修复,去除尾矿锌重金属,考察了尾矿颗粒微观变化.结果表明,柠檬酸具有酸性和络合作用双重特性,其对锌的解吸率较优,可用作该尾矿解吸剂.较高电压梯度有助于增大电流,加快离子移动,提升去除率,但过高会带来更大能耗,以1.5 V/cm为宜,锌去除率可达67.32%.尾矿中弱酸可提取态锌和铁锰氧化态锌去除率分别为93.18%和63.16%.尾矿颗粒晶体及表面在修复后被破坏,有利于离子移动和修复指标提升.用0.006 mol/L Na_2S沉淀除锌后,阴极液可再次用作阳极补充液.