驻马店地区温度与降水的多模式预报对比检验

分析高分辨率数值模式温度和降水预报在驻马店地区的预报效果和误差特点,为该地区精细化预报订正提供科学、可靠的依据.利用该地区31个考核站2020—2021年地面实况资料,对其四季温度以及汛期降水的数值模式预报的产品进行检验及对比分析.结果表明:最高温度预报EC优于GRAPES,最低温度预报则略高于GRAPES;GRAPE...     

三门峡气温和露天温度的对比分析

通过对三门峡国家基本气象站2005年—2012年的年平均观测数据和夏季每日14时气温和露天温度的观测数据对比分析,初步掌握两者在多种天气影响下的差别和变化规律,为露天温度预报服务提供依据,为人们日常生产生活提供参考。     

四个统计学预报模型对比分析

利用临河(53513)2014年3月11日至12月26日的地面观测资料和T639数值模式、欧洲中心细网格(ECTHIN)数值模式、中央指导预报、德国天气在线预报等预报结果通过平均误差、绝对平均误差和均方根误差来建立统计学最佳预报模型、预报准确率权重预报模型天气跟踪预报模型和天气学解释模型,并对统计学模型进行检验,结果表明:最高气温、最低气温预报整体效果较好,24h 2℃最高气温预报准确率,最佳预报模型为85.91%,预报准确率权重模型为82.13%,天气跟踪模型为83.47%,天气学解释模型为80.07%,指导预报为为79.04%;24h 2℃最低气温预报准确率,最佳预报模型为75.95%,预报准确率权重模型为74.57%,天气跟踪模型为72.51%,天气学解释模型为65.29%,指导预报为59.9%。     

IMU姿态解算的卡尔曼滤波方法比较

【目的】利用惯性定位技术在非开挖时直接测定电缆通道的三维坐标。在惯性定位中，姿态算法对整个系统精度的影响最大，对扩展卡尔曼滤波（EKF）和误差状态卡尔曼滤波（ESKF）两种常用的姿态解算法进行评估。【方法】以四元数和陀螺输出误差为状态向量、磁力计和加速度计为观测向量，基于四元数姿态模型，分别用EKF和ESKF进行姿态解算。【结果】试验结果表明：在计算效率方面，ESKF的计算效率要高于EKF,ESKF的计算耗时约为EKF的80%；在计算精度方面，EKF的均方根误差相对于ESKF有35.6%的改善。【结论】由于地下管线惯性定位主要考虑定位精度，因此EKF具有更好的应用价值。     

用于冷凝热回收的热水循环系统可行性研究

传统的冷凝热回收技术多是对夏季制冷工况的研究,很少涉及到冬季制热工况。研究基于热力学建模机理和冷凝热回收技术设计出一个热水循环辅助系统,它在夏季能够充分回收蒸汽压缩式热泵机组在制冷模式下运行产生的冷凝热,制取温度适中的生活热水储存于保温水箱,满足用户需求;在冬季可以吸收部分冷凝热后在蒸发器中释放热量,使液态制冷剂汽化,满足热泵机组制热模式的运行需求,可以代替传统热泵的地下水源或者土壤源子系统。以兰州市某宾馆的蒸汽压缩式热泵机组作为案例,设计了相应的热水循环辅助系统,并通过热力学仿真加以验证。结果表明,该热水循环辅助系统的实施在理论上是可行的,且在节能和降低系统初始投资方面效果明显。     

黄河流域TRMM 3B43精度检验

本文以从1998—2013年黄河流域122个站点的降水数据为研究对象,在年、季、月时间维度上借助相关系数与均方根误差对站点的TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)降水数据进行精度检验,结果表明:年尺度上,TRMM 3B43数据质量较高;季尺度上,四季的拟合优度较高,其中秋季的数据质量最高,而夏季最低;月尺度上,站点降雨量与TRMM 3B43之间相关性显著,月降水数据具有较好的精度。就单个站点而言,TRMM对研究区内的绝大多站点的降水量估计存在着不同程度的"低估"现象。     

南海北部典型海域碳酸盐体系的分布特征

【目的】通过2022年春、夏季在油田海域开展现场观测，探讨碳酸盐体系的分布特征。【方法】对春、夏两季海水水温、盐度、pH值、溶解氧、总碱度、溶解无机碳的平面和垂直分布进行分析研究，并进行要素间相关性分析。【结果】调查海域水温和盐度水平分布均匀，变化较小；整个海域pH值介于8.1～8.2；总碱度和溶解无机碳水平分布没有明显统一规律。【结论】春、夏两季水温、pH值、溶解氧随深度增加而降低，盐度、总碱度、溶解无机碳随深度增加而升高；温度、有机物再矿化、生物作用可能是引起水体总碱度、溶解无机碳变化的主要因素。     

信息融合超前k步稳态最优Kalman预报器和Wiener预报器

应用Kalman滤波方法,基于Riccati方程,在线性最小方差信息融合准则下,提出了两传感器信息融合超前k步稳态最优Kalman预报器和Wiener预报器,给出了最优加权阵和最小融合误差方差阵.同单传感器情形相比,可提高预报精度.一个雷达跟踪系统的仿真例子说明了其有效性.     

农用地土壤污染调查分阶段分区采样布点

科学合理的采样布点方法能提高农用地土壤污染调查的预测精度并节约成本.基于网格复合采样和地统计模拟提出一种农用地污染调查分阶段分区采样布点方法,第一阶段利用初始网格和序贯高斯模拟(SGS)不确定性分析对调查区进行分区,划分为污染物低值区(Ⅰ)、过渡区(Ⅱ)和高值区(Ⅲ);第二阶段分区加密布点,确定各区预测精度不再发生显著变化时的合理采样数;第三阶段若要获得更高的调查精度,进一步分区加密.收集研究区农用地污染数据,验证表明：第一阶段合适的最小初始网格为2 km×2 km,分区后各区污染物平均值分化明显,变异系数显著降低,分区方法有效;第二阶段Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区饱和采样点分别为77个、188个、56个,对应标准化均方根误差（NRMSE）分别为28%、18%、12%,而不分区情况下研究区(О)饱和采样点为452个,NRMSE高为39%.该采样布点方法以较少的点位获得较好的预测精度,特别适合于有一定历史数据区域的土壤污染调查.     

单脉冲星自主导航系统可观测性分析

研究了基于单脉冲星的卫星自主导航系统中的重要理论问题——可观测性问题.建立了系统的状态方程和量测方程,根据扩展卡尔曼滤波对系统模型进行线性化处理的特点,采用分段式定常系统(PWCS)的可观测性分析方法分析系统的可观测性,经理论分析可知,系统的可观测矩阵接近奇异,可观测性较差.仿真结果表明：利用单颗脉冲星的量测信息能够修正卫星轨道动力学预报的位置和速度估计值,在短期内可将其误差控制在一定的范围内,但是很难实现长期的卫星自主轨道保持.     

河南省两次6月份高温过程的对比分析

本文利用常规气象资料、区域站观测资料及数值预报产品,对河南省两次大陆高压控制下的高温过程天气形势进行对比分析,旨在发现这两次高温过程的异同点,预报40℃以上高温天气。分析表明,大陆高压控制下高温天气的共同点是河南省500hPa为槽后脊前偏北气流控制,700hPa有暖平流与其配合,850hPa有暖中心,不同处为500hPa的西北气流的强度和850hPa的湿度与温度,提出40度以上高温天气的预报着眼点。     

湖南省可利用降水量时空分布特征

利用湖南89个测站1959～2008年逐月降水量、气温观测资料,依据高桥浩一郎的陆面实际蒸散发经验公式,计算了湖南可利用降水量,从大气可提供的水资源部分,分析了湖南可利用降水量的时空演变特征.结果表明:湖南年可利用降水量区域分布差异显著,资江中下游、衡阳南岳和湘东、湘南边缘山区多,湘西北及西部边缘山区少.湖南年、季可利用降水量存在年代际及年际变化.从区域变化趋势看,湖南可利用降水量在冬、夏季以增加为主,春、秋季以减少为主.春季西部大部及长沙和岳阳部分地区可利用降水量下降趋势显著,夏季邵阳、娄底、怀化中部及郴州部分地区增加趋势显著,秋季可利用降水量以减少为主,冬季湘北大部和湘西南及湘东南部分地区则增加显著.     

成县近50 a气候变化特征

利用成县1961-2011年的气温、降水和日照资料,使用累积距平、一元线性回归、相关系数显著性检验等统计方法进行气候变化分析,找出气候变化的一般规律及气候异常年份的变化特征.分析表明,成县51a来年平均气温以0.113℃/10a的趋势变暖,1年之中冬季变暖趋势明显,秋季增温不明显.春夏两季出现了2个增温期和1个降温期,与年气温变化趋势基本一致,年平均气温大体分为1个偏冷期和2个偏暖期,1997年以来全年及冬、春、夏季平均气温偏暖明显;年降水量以12.58 mm/10 a的趋势减少,其中夏季减少趋势明显,而冬季呈微弱的增长趋势.年降水量大体分为3个多雨时段和2个少雨时段;年日照时数以-60.335 h/10 a的倾向率减少,年日照时数大体分为2个多日照期和2个少日照期.1980年为日照的突变期,之前日照总体偏丰,其后日照总体偏歉.     

河西走廊东部一次强降水天气成因分析

运用MICAPS资料、各种物理量场和卫星云图,对2004年7月27日夜间到28日白天发生在甘肃河西走廊东部武威市的强降水天气过程,从环流背景、影响系统,物理机制及卫星云图进行分析,揭示了这次强降水天气过程的天气成因,为武威市大降水的预报提供了理论依据.     

1780热连轧层流冷却二维温度模型及控制策略

卷取温度控制已成为带钢热连轧计算机控制系统的一项常规控制功能,但是热轧带钢卷取温度的控制还存在目标卷取温度控制精度差及带钢在宽度方向上的温度分布不均匀导致带钢变形等问题,针对以上问题建立了在带钢宽度和长度方向上的二维层流冷却温度控制模型,提出了二维最小均方误差(2DLMS)控制策略.最后,应用安阳钢铁集团第二炼轧厂1780热轧生产数据对该模型进行了仿真分析,结果表明该模型较现用的模型有更好的精确度,解决了低目标卷取温度控制精度差的问题,而且在宽度方向上温度分布区域均匀化,缓解了带钢变形的力度.对于研究热轧层流冷却温度控制系统用一定的参考价值和实用意义.     

基于线性化技术的非线性系统故障诊断

针对非线性闭环稳定系统,提出了一种基于线性化技术的故障诊断方法.首先将原系统在其工作点进行线性化处理,在此基础上设计系统的状态观测器,从而得到故障信号的初始估计结果;然后利用状态观测误差和故障估计误差之间的关系对估计结果进行校正,得到最终的故障辨识结果.仿真结果表明了该方法的有效性.     

改进三维变分同化模型及应用：动力场数据同化

在动力场中,如何消除观测数据受观测条件以及观测仪器误差对仿真物理模型的影响,以获得高精度、高质量的数据至关重要。三维变分作为连续型变分数据同化算法的主流,在融合同化来自动力场的模式和观测值时,其代价函数中构造的背景误差协方差矩阵和观测误差协方差矩阵不可逆,是造成无法使用梯度降低的方式求出其最优估计量问题的原因。对于动力场的数据同化方法,提出了两种改进的三维变分同化模型,不同于优化算法、变量变换、维度分解等其他数学求解方法,所提出的粒度化数据同化和改进三维变分代价函数方法解决了矩阵不可逆导致的算法无法计算的问题。在实证分析中,对于维度差异较高的实验数据和模型仿真数据,这两种方法都具有很好的算法鲁棒性,而且展现出较高的算法精度。     

灰色双向差分模型及其在石羊河流域泉水流量模拟与预测中的应用

本文基于灰色GM(1,1)建模理论和灰区间预测思想,运用双向差分方法建立了石羊河流域泉水流量模拟及预测模型:(?)_(t+1)=568.851-565.141×e~(-5.15×10~(-3)t)。经验证,拟合均方根误差RMSE=7.93％,预报平均误差为17.7％,效果较好。     

一种大视场汇聚型双目立体视觉标定方法

双目摄像机汇聚型摆放易导致标记点出现散焦模糊和透视形变,使标记点定位出现偏差,在大视场环境下会引发不可忽视的标定误差,进而影响测量精度。为解决上述问题,提出了一种基于标记点定位偏差度加权的大视场汇聚型双目立体视觉标定方法。首先,利用靶标在摄像机坐标系下的位姿,计算标记点散焦模糊量和透视形变度;其次,根据标记点定位偏差度设置相应权重;最后,将标记点权重系数加入目标函数,引导标定参数优化。实验结果表明：在观测值为505 mm的情况下,该方法测距均方根误差和标准差可达0.809和0.290,不但有效提高了大视场汇聚型双目立体视觉标定精度,而且具有良好的稳定性。     

新乡市一次强对流天气过程分析

本文利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,数值预报、卫星云图等,从天气形势、物理量场和卫星云图演变特征等方面对2015年8月3日傍晚前后发生在河南省新乡地区的强对流天气进行分析发现:这是一次高空冷涡后部西北气流携带冷空气南下,副高外围暖湿气流共同影响下,上干冷下暖湿的不稳定层结下产生的强对流天气。本次强对流过程是东北冷涡与副高共同影响的,降水强度大,强降水持续时间短,落区难以把握,强降水的落区及系统移动方向受副热带高压位置的变化和高空引导气流影响较大,是本次预报的难点。