多种观测资料的四维变分同化对台风路径预报的影响

利用了MM5V3模式及其伴随模式、快速辐射传输模式RTTOVS-5及其伴随模式, 研究了多种资料的四维变分资料同化对台风路径预报的影响. 同化资料包括大尺度背景场资料、Bogus资料、云迹风资料、卫星反演资料和卫星红外辐射计(HIRS)资料等, 一共针对5个台风个例进行了数值试验和同化试验. 数值结果表明, 应用了四维变分资料同化方法, 能够更好地描写初始时刻的台风结构以及提高数值模式的初始场质量.     

多种观测资料的四维变分同化对台风路径预报的影响

利用了MM5V3模式及其伴随模式、快速辐射传输模式RTTOVS-5及其伴随模式, 研究了多种资料的四维变分资料同化对台风路径预报的影响. 同化资料包括大尺度背景场资料、Bogus资料、云迹风资料、卫星反演资料和卫星红外辐射计(HIRS)资料等, 一共针对5个台风个例进行了数值试验和同化试验. 数值结果表明, 应用了四维变分资料同化方法, 能够更好地描写初始时刻的台风结构以及提高数值模式的初始场质量.     

一种简便高效的材料三维组织及其演变的Monte Carlo仿真

建立了一种新的材料三维组织及其演变的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ仿真方法。算法构造简便,使用灵活,不仅能够准确地反映三维正常晶粒篚的动力学过程,而且可以明显提高模拟效率,仿真既能可靠地应用于材料组织及其演变的定量分析,又可方便地用于立体材料水平截面、窨任意角度截面显微组织及其演变过程的观察、三维系统和二维截面组织表征参量及其对应关系的测定等多个方面。     

一种分子溶液构象搜寻方法

大多数化学和生物化学反应或过程是在溶液中进行的,分子溶液构象的研究具有重要意义[1,2].测定分子溶液构象的实验手段主要是核磁共振(ＮＭＲ),但ＮＭＲ方法受实验因素的限制,所测定的分子比较有限;即使由ＮＭＲ得到ＮＯＥ等实验数据,最后也必须借助分子模拟的方法才能将分子溶液构象的三维结构模建出来,因此分子模拟和理论计算方法在分子溶液构象研究中起重要作用.分子溶液构象模拟方法主要有分子动力学(ＭＤ)和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ(ＭＣ)等方法,但这些方法均较为费时[3].为了克服这一缺点,结合系统构象搜寻和ＳＹＢＹＬ/ＳＯＬＶＥＮＴ溶…     

二维Lennard-Jones系统热力学性质的Monte Carlo模拟

采用正则系统ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法，研究了粒子间以Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ１２－６势能相互作用的系统的热力学性质。模拟的状态点广泛地分布于相图中的气、注单相区和气／液相转变区，侧重于考察气／液相转变区的热力学性质。在气／液相转变区内，模拟计算得到的等温线具有类似ｖａｎｄｅｒＷａａｌｓ理论等温线的特性。     

非同温混合像元热辐射有效比辐射率概念及其验证

基于局地热平衡和比辐射率不随温度变化两个前提，提出了非同温混合像元辐射组分有效比辐射率的概念，得到了由组分有效比辐射率构成的非同温混合像元热辐射方向性模型，研究表明，组分有效经只与组分的光学特性、几何结构有关，与组分温度无关，组分温度只改变组分辐射亮度值城体系总辐射亮度中的比例，像元的总有效比辐射率与其方向－半球反射率的和恒等于１，经用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法对离散圆锥体和连续的冬小麦两种代表性目     

GRAPES新一代全球/区域多尺度统一数值预报模式总体设计研究

新一代全球/区域多尺度统一的同化与数值预报系统(global/regional assimilation and prediction system, 缩写为GRAPES)已在中国气象局研究建立. 该系统的核心技术包括: 资料变分同化; 半隐式-半拉格朗日差分方案和全可压/非静力平衡动力框架; 可自由组合的、优化的物理过程参数化方案; 全球、区域一体化的同化与预报系统; 标准化、模块化、并行化的同化与模式程序. 针对GRAPES系统的正确性、有效性, 已经进行了一系列的标准测试和应用模拟试验, 包括常规资料分析应用、雷达和卫星非常规资料直接分析应用试验. 该系统已在国家级、区域级气象业务中心运行, 在实际气象业务中发挥了重要应用. 本文重点介绍数值预报模式, 包括总体设计思路与策略、多尺度统一动力模式构建、物理过程参数化方案组合优化、模式程序结构设计等; 同时, 还通过介绍GRAPES模式的模拟试验和实际应用结果等, 展示多尺度统一模式的可行性和科学性、实际应用的能力和水平.     

海表温度的自适应变分同化

在以前工作的基础上，进一步对所提出的自适应变分资料同化方法在表面海温（SST）资料同化进行了探讨，并将其应用到实际的SST资料同化中，利用一个湍流封闭混合层模式对LOTUS锚系浮标资料进行了同化试验，同化结果表明，自适应变分方法对海表和海面以下混合层的海温都能够进行较好地订正。     

GRAPES新一代全球/区域变分同化系统研究

概要叙述了新发展的全球与区域同化预报系统的资料同化部分的科学设计与初步试验的结果. 本阶段的目标设定为建立可以直接同化卫星辐射率等遥感观测资料的系统框架, 采用三维变分同化方法, 并实现全球与区域一体化. 为了与预报模式一致, 分析变量定义在离散格点上. 将分析变量分解为动力平衡与不平衡两个部分, 并引入递归滤波或谱变换滤波进行变量变换, 得到与分析变量相异的控制变量, 它们使目标函数的极小化过程的性状得以大大改善. 而平衡关系的选择可以根据分析变量的尺度特征来确定, 其在总分析方差中所占的比例则由背景场的误差方差所控制. 理想试验的结果与解析求解一致, 表明了系统数值方案的正确性. 利用实际观测资料进行连续同化试验, 结果表明即使在使用常规资料条件下, 变分同化方案与过去通行的同化方案相比也有突出的优势. 最后讨论了系统进一步发展的问题.     

GRAPES 变分同化系统中卫星辐射率资料的直接同化

变分方法能够处理与代表大气状态的预报模式变量有复杂非线性关系的观测资料, 使得直接同化与大气状态量有着非线性关系的观测量(如卫星辐射率)成为可能. 各种观测资料的同化都需要有一个对应的观测算子, 观测算子给出了大气状态物理量和观测物理量之间的确定映射关系. 详细介绍了GRAPES-3DVar同化系统对实际卫星辐射率资料直接同化的实现, 包括系统中不同选择的模式变量所对应的空间插值、直接同化卫星辐射率观测的物理量变换和质量控制等观测算子的各个组成部分. 之后, 考虑实际卫星辐射率资料, 进行了应用试验. 为此使用NOAA17 AMSU-A和AMSU-B的辐射率资料, 设计了两个同化试验方案. 根据试验结果能够在清楚的物理意义上理解和反映GRAPES-3DVar系统直接同化卫星辐射率资料的合理效果.     

改善月动力延伸预报水平的一种新途径

从数值模式普遍存在的一个重要预报误差源—— 纬向平均环流入手, 提出了一种改进月动力延伸预报的新途径. 首先, 应用重构相空间理论和非线性时空序列预测方法, 在大量历史资料的基础上构建纬圈平均环流(纬向平均高度场)月尺度逐候非线性动力学区域预报模型; 然后将非线性动力预报和数值模式动力预报结合起来, 即将非线性预报结果转化为模式需要的预报量, 再在模式积分过程中实施过程订正. 试验结果表明, 这种方法不仅有效减少了模式的系统性预报误差, 而且通过波流非线性相互作用, 使部分波分量的预报得到了较明显的改善.     

一个改进的谱模式非线性项的计算方法及其应用

根据变维，纬向全谱的非线性项谱系数计算方法原理，新设计了一种适用于国际通用谱模式数值求解框架采用的非线性项谱系数计算方案；并利用自行设计的国际通用谱模式动力学求解框架，通过理论分析与多个例数值预报试验，与目前广泛采用的谱变换法进行了深入的对比研究，以期促进国内外现行的谱模式数值求解框架的发展。     

变初值/变结构准混沌——密码学发展的新方向

１９８３年美国Ｌ．Ｏ．Ｃｈｕａ探讨了混沌理论在安全通信中应用的可能性，引起了密码学家和通信理论专家的高度重视，但直到现在国内外还没有作出任何有实用价值的混沌保密机。究其原因是下列两个关键问题没有解决。为此，作者提出了复合迭代算法，从而消除了混沌算法初值敏感性的过渡过程的有害作用；提出了“周期检测－初值更新算法”，从而可以把混沌序列的周期做得任意长。在此基础上，利用准混沌算法的初值空间可以做得任意大这一固有特性，为混沌密码学开辟了一条以综合算符为特征，以变初值、变结构以及又变初值又变结构为核心的准混沌研究方向，给混沌应用于产生密码序列带来了新的思路和方法     

四唑及其衍生物的理论研究——Ⅰ.氯代四唑的从头算

用从头算方法，取６－３１１Ｇ基组分别在ＨＦ和ＭＰ２水平上，计算研究了１Ｈ和２Ｈ四唑的４种一氯取代物的全优化几何构型和电子结构，４个化合物均取平面构型；环骨架键长趋于平均化，均具芳香性（П＾６５）与１－Ｃｌ与２－Ｃｌ四唑相比，５－Ｃｌ四唑将具较强的酸性，分子总能量也较低，其中５－Ｃｌ－２Ｈ－四唑分子总能量最低，最稳定。     

硬磁性Nd_(60)Al_(10)Fe_(20)Co_(10)大块金属玻璃的磁畴结构

运用磁力显微镜对硬磁性 Ｎｄ６０Ａｌ１０Ｆｅ２０Ｃｏ１０大块金属玻璃（ＢＭＧ）的磁畴结构进行了研究．结果表明，制备态材料中存在黑白磁斑相邻的微磁结构，磁畴的平均尺度约为３６０ｎｍ．这种磁畴结构与Ｎｄ基ＢＭＧ的硬磁性是紧密相关的．由于ＢＭＧ中存在的短程有序原子团簇的尺度只有几纳米量级，因而磁力图上亚微米尺度的黑白磁斑是由大量的原子团簇在强烈的交换耦合作用下磁矩平行排列形成的．而完全晶化的材料则呈顺磁性，其磁力图上已无明显的磁反差，但仍分布着一些间距较大的平均尺度为９００ｎｍ的低矫顽力铁磁晶态相．     

M-CSF及其受体的生物多样性和复杂性观

随着科学的发展，研究方法和观点由分析趋向综合，近年来生物多样性和复杂性受到国内外学者的关注。就对Ｍ－ＣＳＦ及其受体的多出生物多样性的多层次性，认为在生物大分子水平也有生物多样性；生物多样性形成的或然性是生物复性形成的基础之一。并认为发展细胞社会学和生物拓扑学是研究生物复杂系统的重要途径之一。     

转基因小鼠中糜酶在心脏血管紧张素Ⅱ形成中的作用

为研究人心糜酶（ｈＣｈｙｍａｓｅ）在心脏血管紧张素Ⅱ（ａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｎⅡ，ＡｎｇⅡ）形成中的作用及在心肌重塑过程中的意义，建立了ＭＬＣ２－人心糜酶转基因小鼠，用ＲＴ－ＰＣＲ方法分析了糜酶基因的组织特异性表达和心脏中Ⅰ，Ⅲ型胶原基因的转录表达，并用放射免疫法检测了心脏糜酶及血管紧张素转换酶（ａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｎ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｅｎｚｙｍｅ，ＡＣＥ）活力以及心脏和血浆的ＡｎｇⅡ含量，用     

激光质谱法对机动车尾气中污染物的高选择性多组分测量

激光质谱法是一种新近发展起来的污染物检测方法，它把共振增强多光子电离（ＲＥＭＰＩ）和飞行时间质谱（ＴＯＦ－ＭＳ）结合起来，具有高灵敏度、高选择性、多组分分析的优点。用激光质谱方法对机动车尾气中污染物进行了分析测量。利用２６６ｎｍ激光，激光质地给出尾气中多种致癌芳香族物质（包括苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等）的高选择性多组分分析结果。这些物质由（１＋１）ＲＥＭＰＩ选择电离，而后由飞行时间质谱仪进行质量分     

用于乏燃料中钯提取的介孔分子筛协萃膜的合成

利用协萃剂能在表面活性剂憎水基团层内增溶特性,以阳离子表面活性剂协萃剂在溶液中形成的液晶相作模板剂合成了有纳米级孔径的介孔分子筛协萃膜固体吸附剂.原料液由四乙基原硅酯(ＴＥＯＳ)、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵((ＴＭＡ)ＯＨ)、十六烷基三甲基氢氧化铵((ＣＴＡ)ＯＨ)、三辛基氧化磷(ＴＯＰＯ)、二(2乙基己基)磷酸(Ｐ204)和蒸馏水在一定条件下用水热法合成.经ＪＥＯＬ2010型透射电子显微镜在200ｋＶ下观测其孔道结构,发现其孔道呈六边形规则地排列;ＸＲＤ图谱在小角度衍射区域表现出衍射锐峰,在中角区只有一个明显的协萃基团衍射峰;由…     

高压加热过程中Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)块状非晶合金中的非晶-晶化-非晶相转变

众所周知，非晶合金的晶化是指由非晶态到结晶态的转变，在加热过程中这种转变是不可逆的．在研究高压下Ｚｒ４１．２Ｔｉ１３．８Ｃｕ１２．５Ｎｉ１０Ｂｅ２２．５块状非晶合金晶化过程时，发现该非晶合金在加热的某一阶段出现了晶态到非晶态的逆转变．这种反常现象可能是由于在高压退火过程中形成了吉氏自由能高于非晶态的过饱和固溶体相．