天气气候中太阳活动信号的敏感区域

太阳活动是地球气候形成的重要驱动因子,与地球气候变化有密切的联系,但研究分析发现,地球气候对太阳活动变化的响应具有较大的空间差异,地球上某些区域的天气气候对太阳活动更加敏感。主要介绍了对太阳活动变化特别敏感的三个响应区域,即极地—北大西洋区域、热带地区和季风区的天气气候变化与太阳活动变化的联系。从不同的时间尺度上总结了太阳活动对极地—北大西洋区域的影响事实和可能机制,指出了太阳活动对云微物理过程/平流层—对流层耦合的调制在其中扮演重要角色,回顾了热带地区对流活动、海表温度以及ENSO循环中明显的太阳活动信号,归纳了亚洲季风系统活动的边缘地区变率对太阳活动的响应。最后提出了未来关于天气气候中太阳活动信号的敏感区域研究中需要关注的一些科学问题。

气象科学研究与服务初探

气象科学,一直是与人们的生产生活密切相关的,气象研究,是为了更好的服务人们的生产生活的。随着我国气象事业的发展,科学技术正逐步应用于气象服务。本文指出了气象科学服务存在的问题,关对气象服务发展提出了对策。

最小二乘支持向量机用于时间序列叶面积指数预测

遥感反演的叶面积指数(LAI)时间序列被广泛应用于气候模拟、作物长势监测等研究。但遥感数据受天气等因素影响,时间序列的LAI数据存在缺失。支持向量机(SVM)是一种有效的数据分类和回归预测工具,而最小二乘支持向量机(LS-SVM)是对SVM的有效改进。以西藏那曲县为例,使用2003-2011年MODIS LAI产品,分别用LS-SVM和SVM两种方法对研究区域2011年LAI时间序列进行预测,并用MODIS原始LAI以及部分地面实验样点值进行验证。结果表明,基于LS-SVM的LAI时间序列预测算法的精度比基于SVM的算法高,从而证明LS-SVM方法能够弥补遥感反演时间序列LAI数据的缺失问题,对提高时间序列的LAI遥感产品质量具有重要意义。

西北太平洋热带气旋频数变化特征及其与海表温度关系的进一步研究

根据西北太平洋56年(1949—2004年)热带气旋系列资料,分析了不同级别的热带气旋频数多年变化的统计特征及其与太平洋海表温度(SST)的关系。结果表明:西北太平洋热带气旋频数主要的变化特征是年际和年代际变化,不同等级的热带气旋频数变化特征存在差异,但就变化趋势而言随时间减少,均无明显因全球增暖导致的热带气旋增加的现象。对不同海区分别讨论SST对热带气旋的影响,从存在的超前滞后相关发现赤道东太平洋SST负异常会引起更多的热带气旋频数,而且强度越大的热带气旋受到海温的影响越早;更多的热带气旋频数又会引起西北太平洋的SST负异常,热带气旋强度越大产生负异常的周期越短;北太平洋中部的SST与热带气旋的频数存在较好的正相关关系。这些关系体现了热带气旋强涡旋风场导致局地海洋上层混合作用和太平洋海气耦合经向模态对热带气旋的影响。

实时数据组播调度动态带宽分配方案

针对多通道组播调度中数据分配不均带来的带宽浪费问题,提出3种动态带宽分配方案。根据数据项平均长度或数量改变分配优先级,对不同方案进行性能分析。实验表明,动态分配比静态分配最多可提高43%的带宽利用率,其中平均数据项长度最短优先分配最好。

2006年西北太平洋热带气旋生成频数和源地异常的成因分析

根据西北太平洋编号台风资料、Hadley中心的SST资料和NCAR/NCEP的再分析资料,对2006年西北太平洋热带气旋活动特点进行分析,就台风季热带气旋的活动特征和成因进行研究。(1)海表温度的异常引起的沃克环流异常造成了2006年热带气旋频数相对于多年平均偏少。(2)越赤道气流强并且有较好对流匹配的区域易生成热带气旋。较强的对流运动,良好的越赤道气流、环流条件和切变条件的匹配是2006年8月较其它月份生成较多热带气旋的原因。(3)异常东南风环流有利于引导生成的热带气旋以西北路径西行进入我国沿海并登陆。异常西风环流不利于热带气旋向西运动登陆我国。(4)垂直风切变异常太大,不利于气旋生成和发展。

非线性时间序列分析在气候中的应用研究进展

非线性时间序列分析方法在气候领域中的应用主要包括如下三个方面:观测数据处理、气候突变和气候预测。综述众多文献的结果表明,有许多学者为非线性时间序列分析方法在气候领域中的应用做了大量的工作,大部分文章用到了非线性时间序列分析方面较新的方法,几乎每种方法都能在某个方面取得一定的成功。但这些大多是个例的研究,得出的结论有待更多的验证和理论上更系统的阐述;可用于业务预测且可提高预报技巧的方法仍需探求。非线性时间序列分析在气候中的应用还是任重而道远。

南海海域MODAS有效性检验及误差分析

MODAS在南海的研究已有多年,但该系统在南海分析结果的有效性尚未得到广泛检验,通过把南海不同海区不同时间的实测资料与MODAS反演得到该海区资料进行比对,以及通过分析异常天气状况下MODAS反演结果,对该系统的有效性进行检验和误差分析,为系统在今后的保障与应用中提供依据,同时也为该系统的改进提供参考。

基于仿真网格的引信虚拟试验研究

利用蒙特卡洛模拟实现对引信解除保险时间的计算机虚拟试验,以减少或部分替代高价值弹药的靶场射击试验。依据机械设计软件进行三维模型随机尺寸偏差的生成研究,建立了能生成具有一定概率分布特性的尺寸公差的系统;利用仿真网格技术构建了引信虚拟试验系统,并对某引信进行了多组尺寸偏差变化下的虚拟试验,验证了公差对引信解除保险时间的影响。

神舟七号载人飞船主着陆场区一次雹暴过程综合分析

着重从数值预报资料入手,结合卫星云图、风廓线雷达、多普勒雷达及自动气象观测资料等对2008年9月14日飞船主着陆场区一次雹暴过程进行分析。结果表明:雹暴过境时气象要素变化剧烈;雹暴前期场区中高层偏北风分量和低层偏南风分量呈增加趋势,垂直风切变显著增大;湿层浅薄,上干下湿的深厚对流不稳定层结是雹暴的主要成因;侵入蒙古低压的冷锋带动中尺度辐合线移近场区时触发强对流迅猛发展;当探空曲线呈"喇叭状"配置,并存在逆温层时降雹概率大;数值预报产品对不稳定天气的预示性很强;可用云顶辐射亮温(TBB)值结合强对流云回波特征做场区强对流天气的临近预报。

太平洋经向模态对西北太平洋热带气旋影响的数值模拟研究

在分析研究太平洋海气耦合经向模(Pacific Meridional Mode——PMM)和西北太平洋生成热带气旋频数变化关系的基础上,利用NCAR的大气环流模式CAM3模拟研究了太平洋海气耦合经向模态对西北太平洋生成热带气旋的影响。结果表明,海气耦合的经向模态通过影响热带气旋生成的大尺度环境从而影响热带气旋的频数和强度。在模式中当增加了PMM的海温强迫后,纬向风切变变小,对流层中低层相对湿度变大,热带西太平洋对流层低层出现西风异常,在西北太平洋地区形成一个异常的气旋性环流,并且匹配有较大的正涡度异常;对流层高层出现赤道东风异常和一个与低层气旋性环流相匹配的反气旋性环流,有利于对流活动的发展,从而有利于热带气旋的生成和发展。在增加了PMM的海温强迫的试验中,热带气旋中心的海平面最低气压降低,850 hPa中心附近最大切向风速增加,气旋中高层的暖心强度增强。热带气旋强度总体增加。数值模拟结果与资料分析相互映证,揭示了太平洋经向模态对西北太平洋热带气旋有重要影响。

西太平洋副热带高压活动指数的动力相关因子诊断判别

基于NCAR/NCEP的逐日再分析资料,利用相空间重构方法计算了副高脊线指数的点条件概率密度,并将得到的点条件概率密度及其功率谱与各季风影响因子指标及其对应的功率谱求相关,诊断出了影响副高脊线指数活动的最重要的6个指标因子。诊断分析结果表明,基于点条件概率密度的诊断识别方法能够较好识别具有动力关联的指标因子,该方法可以为判断和选择动力模型因子提供参考依据。

东亚夏季风过程大气低频振荡的数值模拟研究

利用区域气候模式RegCM3对东亚夏季风及其中的大气低频振荡(LFO)进行了模拟研究。(1)进行控制试验,借助Lanczos带通滤波等方法分析了实测及模拟结果LFO强度和传播等特征,检验RegCM3对夏季风LFO的模拟能力;(2)通过增、减南海表面海温两个敏感试验探讨海温异常变化对LFO各特征的影响,并探究异常海温下的LFO与季风爆发时间的可能联系。结果表明:季风LFO强值集中在低纬地区,低纬夏季强冬季弱,高纬则相反。季风爆发前后的发生南传向北传的转换。模式RegCM3对季风区LFO基本特征有较好的把握,但高纬地区偏强。南海异常增(减)温有利于季风提前(推迟)爆发,也有利于LFO传向发生转换时间的提前(推迟)。说明季风爆发时间与LFO传向转换存在一定联系。两个试验均有使振荡能量大值区南移的趋势,且通过LFO的变化造成较高纬地区季风后期的气候异常。

应用互信息法和Cao方法探讨ENSO的可预报性

为了研究ENSO的可预报性及其在空间和时间上的变化,利用相空间重构的参数确定方法——互信息法和Cao方法来分析研究海表温度异常(SSTA)序列。互信息法的结果表明,时间序列较长,求出的延迟时间较符合理论值。Cao方法的结果表明:SSTA序列的随机性比海杂波强;空间上,赤道东太平洋SSTA序列的确定性较赤道西太平洋的强。

多普勒雷达径向速度同化在淮河暴雨数值模拟中的应用

针对2007年7月淮河流域的一次强降雨过程,利用WRF中尺度数值模式及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),开展了多普勒雷达径向速度的三维变分同化对暴雨过程模拟效果的影响研究。结果表明:WRF-3DVAR能够有效地同化多普勒雷达径向速度资料,同化后使得模式初始场出现了一定的调整,包含更详尽的中尺度特征信息,进而显著改善模式对大暴雨过程前12h降水的模拟效果。在高分辨率中尺度数值模式中有效地利用多普勒天气雷达资料,能较好地提高中尺度降雨预报。

基于CFD模拟的数据中心集中式模型研究

对以往的分布式模型(CFD模拟)和集中式模型两种计算方法进行了介绍,然后对机房模型进行了简化并选取典型工况进行CFD模拟,得到该工况下的气流组织及温度分布情况,总结几种工况温度分布规律,建立集中式数学模型,并进行了验证。总结出了一种新型集中式数学模型的建模思路。

野外拍岸浪的观测及预报保障方法

介绍了拍岸浪观测设备制作、观测地点的选取、观测方法的设计及拍岸浪预报方法,设计出一整套适合野外机动观测及预报拍岸浪的观测和预报保障方法,且经实践证明,该方法操作简便,拍岸浪观测和预报精度可以满足登陆作战训练、演习及野外工程作业的保障需求。

“透明房子”不再透明——戏说雾霾成因

我们常在武侠小说中读到嚎气的大侠天当“被”，地当“床”，席地而眠的桥段，我们不妨把我们生活的空间比作一个“透明的房子”，蓝天就是“房了的屋顶”．大地就是“房了的地面”。随着社会的发展，工业化、城镇化的不断推进，人们的生产、生活过程中产生的各种污染物也被排放到大气中，不知何时起我们的“房子”里总是充满了灰色雾蒙蒙的东西，“房子”变得不再透明，能看到蓝色的“屋顶”逐渐变成一件臀侈的事。那么这些灰色雾蒙蒙的物质是什么呢？它又是怎么形成的呢？

基于支持向量机的水稻生物物理参数遥感估算

通过两期水稻实验,测定了不同生育期的冠层高光谱反射率(350～2500nm),每期实验包括两个水稻品种和3个氮素(N)水平.为了分析支持向量机对水稻叶面积指数和叶绿素浓度的预测能力,对高光谱反射率进行了4种不同形式的变换,包括反射率、反射率一阶导数、反射率二阶导数和反射率对数变换.分析结果表明:利用反射率进行估算的POLY核支持向量机对水稻叶面积指数的估算能力最强,其均方根误差为1.0496;利用反射率对数变换进行估算的ANOVA核支持向量机对水稻叶绿素浓度的估算能力最强,其均方根误差为523.0741mg/m2.支持向量机对于水稻生物物理参数的估算能力不但优于逐步多元回归模型,而且对于分析不同形式的光谱反射率数据具有独到的功效.

北美永久湿地NDVI时序变化特征分析——以哈德逊湾西南湿地区域为例

基于2001~2009年MCD12Q1数据,提取哈德逊湾西南区连续9年都是湿地的区域作为研究区。利用1982~2006年GIMMS NDVI数据,分析此区域25a来NDVI季节、年际变化,并与温度、降水数据进行相关分析。结果显示:研究区域NDVI季节变化呈现单峰曲线形状,夏季达到最大值。1982~2006年NDVI年际变化在春秋两季与全年平均NDVI年际变化都呈增加趋势,夏季与冬季趋势则相反。此区域NDVI季节变化与温度、降水呈极显著相关,冬季NDVI年际变化与温度以及夏季NDVI年际变化与降水的相关性不显著,而其他各时期NDVI年际变化与温度、降水也都呈极显著相关。然而,由于人类活动及其他因素的影响,此区域的NDVI年际变化驱动还存在一定的不确定性。