An Overview of Research and Forecasting on Rainfall Associated with Landfalling Tropical Cyclones

The ability to forecast heavy rainfall associated with landfalling tropical cyclones (LTCs) can be improved with a better understanding of the mechanism of rainfall rates and distributions of LTCs. Research in the area of LTCs has shown that associated heavy rainfall is related closely to mechanisms such as moisture transport, extratropical transition (ET), interaction with monsoon surge, land surface processes or topographic effects, mesoscale convective system activities within the LTC, and boundary layer energy transfer etc.. LTCs interacting with environmental weather systems, especially the westerly trough and mei-yu front, could change the rainfall rate and distribution associated with these mid-latitude weather systems. Recently improved technologies have contributed to advancements within the areas of quantitative precipitation estimation (QPE) and quantitative precipitation forecasting (QPF). More specifically, progress has been due primarily to remote sensing observations and mesoscale numerical models which incorporate advanced assimilation techniques. Such progress may provide the tools necessary to improve rainfall forecasting techniques associated with LTCs in the future.

A STUDY OF THE INFLUENCE OF MICROPHYSICAL PROCESSES ON TYPHOON NIDA(2016) USING A NEW DOUBLE-MOMENT MICROPHYSICS SCHEME IN THE WEATHER RESEARCH AND FORECASTING MODEL

The basic structure and cloud features of Typhoon Nida(2016) are simulated using a new microphysics scheme(Liuma) within the Weather Research and Forecasting(WRF) model. Typhoon characteristics simulated with the Liuma microphysics scheme are compared with observations and those simulated with a commonly-used microphysics scheme(WSM6). Results show that using different microphysics schemes does not significantly alter the track of the typhoon but does significantly affect the intensity and the cloud structure of the typhoon. Results also show that the vertical distribution of cloud hydrometeors and the horizontal distribution of peripheral rainband are affected by the microphysics scheme. The mixing ratios of rain water and graupel correlate highly with the vertical velocity component and equivalent potential temperature at the typhoon eye-wall region. According to the simulation with WSM 6 scheme,it is likely that the very low typhoon central pressure results from the positive feedback between hydrometeors and typhoon intensity. As the ice-phase hydrometeors are mostly graupel in the Liuma microphysics scheme, further improvement in this aspect is required.

A Methodological Study on Using Weather Research and Forecasting(WRF) Model Outputs to Drive a One-Dimensional Cloud Model

A new method for driving a One-Dimensional Stratiform Cold(1DSC) cloud model with Weather Research and Forecasting(WRF) model outputs was developed by conducting numerical experiments for a typical large-scale stratiform rainfall event that took place on 4–5 July 2004 in Changchun, China. Sensitivity test results suggested that, with hydrometeor profiles extracted from the WRF outputs as the initial input, and with continuous updating of soundings and vertical velocities(including downdraft) derived from the WRF model, the new WRF-driven 1DSC modeling system(WRF-1DSC) was able to successfully reproduce both the generation and dissipation processes of the precipitation event. The simulated rainfall intensity showed a time-lag behind that observed, which could have been caused by simulation errors of soundings, vertical velocities and hydrometeor profiles in the WRF output. Taking into consideration the simulated and observed movement path of the precipitation system, a nearby grid point was found to possess more accurate environmental fields in terms of their similarity to those observed in Changchun Station. Using profiles from this nearby grid point, WRF-1DSC was able to reproduce a realistic precipitation pattern. This study demonstrates that 1D cloud-seeding models do indeed have the potential to predict realistic precipitation patterns when properly driven by accurate atmospheric profiles derived from a regional shortrange forecasting system. This opens a novel and important approach to developing an ensemble-based rain enhancement prediction and operation system under a probabilistic framework concept.

两种再分析资料和Nudging方法在WRF模式降水模拟中的适用性

采用Grid Nudging(GN)和Spectral Nudging(SN)方法,用再分析资料ERA5和FNL驱动中尺度数值天气预报模式(WRF),探究不同再分析资料和Nudging方法对降水模拟效果的改进效果及机理.对2021年3月15日中国南方地区降水过程设计6组试验进行数值模拟,分析不同试验方案对降水及相关物理量的影响.结果表明,WRF模式能较好地模拟出本次降水事件,进行Nudging驱动后显著提升了降水分布、降水中心落区和降水量的模拟效果.与观测数据综合对比,GN的模拟效果优于SN,尤其是使用ERA5资料结合GN模拟效果最佳,能够准确地模拟出发生在安徽省南部的降水中心以及超过33 mm/d的降水强度.模式结果与两个观测站点记录的降水发生时间和降水强度变化较为一致.GN方法使模式有效提高了西南低空急流的强度,校正了风向,对水汽通量和水汽通量散度的刻画更符合实际情况.

日本近年来关于地震预测研究的科学计划和科学理念

尽管日本国土面积只占世界陆地的1%,但发生的地震却占全球地震总数的10%左右。尤其是致灾型大地震的发生率很高。为应对这一问题,日本政府自1965年开始推进地震预测研究计划,并经历了多个阶段的计划和修订。近年来,随着信息科学领域的快速发展,日本政府将信息科学引入到了地震科学研究,开展了《利用信息科学的地震研究》计划,旨在促进面向新地震预测科学的创新性研究。目前,日本地震调查本部对地震预测的总体观点“一定程度上可预测板间地震的发生时间,但现有研究仍无法预测未来地震,当前工作的重点是预测未来地震的震动规模”。地震预测的科学研究理念正从原先的“灾害发生的预测”向“灾害发展过程的预测”转变。

产教融合背景下经管类课程教学改革路径研究——以市场调查与预测课程为例

市场调研与预测是湖北汽车工业学院市场营销专业的核心课程,教学中存在教学内容与行业实际需求脱节、缺乏行业导师的指导、考核方式不够科学等问题。据此,文章提出建立教材内容更新机制、强化案例与培训教学、建立与行业导师的紧密联系、共同制订指导计划、引入多元化考核等改革措施,以期为经管类课程在产教融合背景下的教学提供创新性思路和实践路径,在提升教学质量、培养高素质人才方面发挥积极作用。

临兴气田石炭-二叠储层反演预测方法研究

油气层受砂体展布控制,在含气面积圈定中可以充分利用地震储层横向预测成果。针对临兴气田岩性气藏特点,通过与地震地质一体化相结合,采用精细目标处理、叠后多种技术方法预测砂体的空间展布和有效储层的分布。在储层预测方法研究中,强化物理分析,应用地震波形分类、纵波阻抗反演技术预测砂体厚度与平面分布,为有利含气储层的圈定提供依据。

基于BPNN模型对降雨量预测研究

近年来天气异常状况频发,依靠传统的技术手段已无法对降水量进行有效预测,为了对昆明市某地区降水量较为准确的预测,本文将昆明市某地区降雨量样本进行分析建立了ARIMA和BPNN模型,将这两个模型的预测结果进行分析比较,结果表明BPNN模型的预测精度较高,对降雨量的趋势和数值有着较为准确的预测。

禽流感病毒检测方法及致病机理研究进展

为了解掌握禽流感最新致病机理研究进程及检测技术研究成果,该文对2020—2023年国内外禽流感基因芯片检测技术、多重实时RT-PCR检测技术等病原学检测技术和竞争性酶联免疫吸附法、阻断ELISA抗体检测方法、胶体金检测方法等血清学检测方法以及对最新的禽流感致病机制机理进行了综述,旨在为快速准确诊断禽流感疫病,预警预报,有效防控禽流感疫情的发生提供可靠方法。

Meteorological observations and weather forecasting services of the CHINARE

By 2018, China had conducted 34 scientific explorations in Antarctica spearheaded by the Chinese National Antarctic Research Expedition(CHINARE). Since the first CHINARE over 30 years ago, considerable work has been undertaken to promote the development of techniques for the observation of surface and upper-air meteorological elements, and satellite image and data reception systems at Chinese Antarctic stations and onboard Chinese icebreakers have played critical roles in this endeavor. The upgrade of in situ and remote sensing measurement methods and the improvement of weather forecasting skill have enabled forecasters to achieve reliable on-site weather forecasting for the CHINARE. Nowadays, the routing of icebreakers, navigation of aircraft, and activities at Chinese Antarctic stations all benefit from the accurate weather forecasting service. In this paper, a review of the conventional meteorological measurement and operational weather forecasting services of the CHINARE is presented.

机载双极化气象雷达多种降水粒子回波仿真方法研究

该文提出一种机载双极化气象雷达多种降水粒子回波仿真方法。该方法基于T-Matrix方法以及天气预报模式(Weather Research and Forecasting,WRF),首先利用WRF建模仿真气象场景;其次考虑降水粒子为球形条件下,结合T-Matrix方法和微物理特性计算6种降水粒子反射率因子;最后应用雷达气象方程获得6种类型降水粒子回波信号,实现机载极化气象雷达降水粒子回波信号仿真。仿真结果表明,该方法的仿真结果可准确反映气象特征,与实测数据的对比分析进一步证实了所提方法的有效性、可靠性。

美国统一预报系统研发进展和展望

简要阐述了美国研发下一代统一预报系统的背景、目标和主要进展,总结了其采用的开放式研发机制和取得的初步成效;分析了新形势下中国数值预报模式研发面临的机遇和挑战;借鉴美国的经验提出对中国数值预报模式研发的启示。

基于知识图谱的海洋数值预报数据推荐算法

为解决海洋数值预报研究人员面对复杂多样的研究任务时难以及时准确地从种类繁多的海洋数值预报数据中找到所需数据的问题,提出基于知识图谱的海洋数值预报数据推荐算法。利用海洋数值预报文献提取研究任务及海洋数值预报数据构建知识图谱,基于知识图谱计算海洋数值预报数据实体之间的相似度,同时融合在研究人员用户行为下海洋数值预报数据的相似度,进行排序选取相似度较高的海洋数值预报数据进行推荐。实验结果表明,推荐精确率及召回率分别为67.14%、62.49%。

不同云微物理方案对飞机结冰气象条件预测评估分析

飞行安全在复杂气象条件下易受结冰影响而受到威胁。能够结合地形特征并准确预测结冰气象条件是保障飞行安全的重要因素。本文利用中尺度天气预报模型模式,以4种不同的云微物理方案组合对美国华盛顿山地区的两次结冰事件进行了数值模拟。结果表明:预测的液态水含量和温度与现有文献匹配较好,而Morrison方案组合在误差分析中表现最佳。此外,讨论了水平分辨率和云微物理方案对液态水含量和云中液滴平均有效直径预测的敏感性。由于地形所引起的垂直运动是产生云水的主要动因,较高的水平分辨率能够做出更为准确的预测。最后利用IC指数对结冰强度进行了分析,表明结冰严重程度具有明显的时空多变特性,以及对云微物理方案的敏感性。本文工作有望加强对云微物理方案的理解和认识,并为选择适合的云微物理方案进行结冰天气预测提供了依据。

核桃炭疽病研究进展

【目的】核桃产业在我国木本粮油安全以及乡村振兴方面发挥着重要作用。核桃炭疽病因其爆发性强、流行性广、危害性大而成为目前核桃产业的重要病害之一。掌握核桃炭疽病的病原、危害症状以及防治措施十分重要和必要。【方法】采用Citespace分析软件,通过对国内外文献数据库中有关核桃炭疽病研究的文献开展文献计量分析,明确国内外文献报道期刊、作者及其单位分布等情况,同时,对前人所报道的病原、侵染循环及发病条件、防治方法和预测预报进行总结。【结果】明确引起核桃炭疽病的病原主要为胶孢炭疽菌,以分生孢子作为主要侵染来源,发病条件则以湿度因素为主,所采用的防治方法多以化学药剂为主,预测预报方法则主要偏向于传统经验。目前,前人对于真菌致病作用机理的解析,认为其主要是通过分泌系统将其分泌蛋白输入到植物组织中,分泌蛋白往往通过与植物防卫反应的相关分子发生作用,进一步促进其在植物的定殖、扩展以及对植物进行危害。本研究总结了国内外学者对核桃炭疽菌致病基因的研究成果及其相关功能。【结论】未来应着重从核桃炭疽病菌的遗传关系、新型作用靶标筛选、病害预测预报方法以及绿色生防菌剂开发利用等方面进一步开展深入研究,以期为解析引起核桃炭疽病病害的病原分化及有效控制病害提供理论参考。

Development of a global high-resolution marine dynamic environmental forecasting system

全球海洋环境安全预报保障能力的提升,是我国海洋强国战略和参与全球海洋治理的重要保障。在过去的五年中,国家海洋环境预报中心完成了没有全球保障能力到初步建立的过程,但是现有的全球海洋环境安全保障系统,无论是在精度还是深度上都不能满足需求,因此建立具有自主知识产权高分辨率的全球海洋动力环境数值预报系统迫在眉睫。因此,科技部海洋环境安全保障专项支持了‘全球高分辨率海洋动力环境数值预报系统研制’项目的立项。本项目(1)通过开展现场观测与实验室试验,研究海洋多尺度混合并优化物理参数化方案;(2)发展自主全球高分辨海洋环流、潮汐潮流、海浪及浪-潮-流耦合数值模式,发展海气耦合预报技术;(3)建立自主知识产权高分辨率的全球海洋动力环境数值预报系统,开展集成应用研发,全面提升我国自主能力与预报水平,实现中尺度现象的稳定识别和业务预报,精度达到国际同类预报产品水平。

基于生态空间微气候调节的城市与水体相互影响作用研究——以水网城市武汉为例

文章以水网城市武汉为例,旨在讨论城市与水体之间的气候调节影响作用,并找到应对城市高强度发展的生态空间调节策略,改善城市气候环境。在中尺度气象模式中构建了高分辨率城市冠层模型,模拟分析了不同季节水体的微气候调节作用,发现:夏季水体对城区有明显的降温效果,日间平均降温幅度达到0.5℃;过渡季(秋季)日出前水体对地表气温增幅达0.6℃,能够有效缓解辐射逆温现象;冬季夜间水体将主城区风速提升了0.2m/s,能够帮助城市空气污染物的疏散,减少雾霾现象。此外,建筑密度的升高增强了水体与高空的对流换热,而城市容积率的升高则削弱了水体的降温效果。

有机膦化合物选冶领域的应用研究现状

有机膦化合物在工业生产,日常生活中有着广阔的应用前景,其灵活多变的极性基,非极性基,使之具备了可调控的性能。有机膦化合物及其衍生物的种类繁多,物化性能也不尽相同,使得有机膦化合物在生产生活中特别是在选冶药剂方面的用途越来越广泛,文章通过列举一些在实验室实验过程中取得良好数据或在工业应用上表现优异的有机膦药剂,以及一些极具代表性的磷化合物选冶药剂,参考目前的一些研究成果,结合生产实践,对其进行具体的分类研究,对其今后的发展和应用趋势进行了展望。

不同陆面过程方案对兰州地区一次强降水对流触发的影响

2018年4月19日,兰州地区发生罕见局地强降水,造成严重城市内涝.为了研究陆面过程对此次降水模拟的影响,选取陆面模式RUC、CLM4和NOAH与中尺度天气预报模式进行耦合,重点分析不同陆面参数化方案对于对流触发的影响.结果表明,RUC能合理地再现此次降水过程,尤其是兰州上空的对流触发过程.陆-气相互作用分析表明,不同陆面过程参数化方案模拟的对流有效位能、对流抑制能、地表感热通量和潜热通量及边界层的时空演化均不同,最终影响对流触发的时空位置.陆面过程参数化方案对此次局地强对流降水模拟的结果影响很大.

基于WRF模式分析高垂直分辨率对环渤海辐射雾模拟的适用性研究

研究普遍认为高垂直分辨率数值天气预报模式能改善雾形成阶段的预报能力,而对雾发展与消散阶段的模拟能力是否改善存在较多争论。为探讨高垂直分辨率模式对环渤海地区辐射雾模拟的适用性,利用卫星资料和观测资料,采用击中率(POD)、虚报率(FAR)和预报技巧(ETS)3个检验指标,评估了不同垂直分辨率模式对环渤海大雾过程各阶段的模拟效果。结果表明:模式上层设置较高的垂直分辨率对雾模拟影响极小,而低层设置较高的垂直分辨率总体上能改善雾形成时间、持续时长和雾层厚度的模拟能力,但雾区的模拟高度依赖于大雾分布形态。对零散非均一分布大雾过程,高垂直分辨率模式看似改善了POD,但却伴随着FAR的上升和ETS的下降;对均一分布的大范围雾过程,高垂直分辨率模式能同时改善各检验指标,有效改善此类雾预报。