一次特大暴雨天气的数值模拟试验研究

目的检验各非绝热物理过程参数化方案对模式输出结果的影响,进一步了解和认识MM5模式中不同积云对流参数化方案的性能、特点和适用范围,为合理选择使用模式中的物理过程参数化方案提供依据,提高模式对类似暴雨天气过程的预报能力。方法运用相互比较和试验分析的方法在不同模式分辨率下,对MM5V3模式中的不同物理过程参数化方案设计18种组合方案,进行比较试验和分析。结果主要雨带位置对参数化方案并不是十分敏感,但模拟的暴雨中心强度、范围、雨带走向随参数化方案的不同有较大变化,甚至出现虚假的强降水中心。各组合方案模拟的天气尺度系统水平环流结构差别较小,模拟的中尺度系统结构存在着较大差别,这种差别对定点、定量降水的准确预报产生影响。结论在实际预报中可根据初始气象场的分型特点选择较合适的组合方案启动数值预报模式,从而达到提高模式对类似暴雨天气过程的预报能力。     

模式湿物理过程的组合对一次南京大暴雨降水模拟的影响分析

以第五代中尺度模式（MM5）为基础,本文对一次南京大暴雨个例进行了三组数值模拟试验,研究了模式湿物理过程参数化方案的组合对梅雨暴雨降水预报的影响.试验结果表明：模式的积云对流参数化方案的选用对南京大暴雨的预报至关重要,积云对流参数化方案的选用比边界层参数化对暴雨数值预报的影响大;对20km模式分辨率而言,采用单一的积云...     

WRF3.0参数化敏感性及集合预报试验

为了研究WRF模式中的参数化方案对暴雨数值模拟的影响及物理过程集合预报在WRF降水集合预报中的适用性,利用中尺度WRF3.0数值模式,将模式中的物理过程参数化方案进行组合,构造了20个集合预报成员,对2003年7月8、9日发生在江淮地区的一次降水过程进行了集合预报试验。得到:集合成员之间存在一定的不确定性,不确定性随降水量级增大而增大,最终维持在一个较高的水平;通过定量比较发现,对于0.1 mm量级降水和25 mm以上量级降水,积云对流参数化方案对降水的影响要大于行星边界层方案对降水的影响;而对于10 mm量级降水,行星边界层方案对降水的影响要大于积云参数化方案对降水的影响。对20个预报成员进行了集合平均及降水概率预报试验,结果表明,集合平均的结果要比各个成员的稳定、可靠;概率预报能够提供一些有利于降水预报的信息。     

适用北京地区短历时强降水模拟的WRF模型物理参数化方案研究

以短历时强降水为特征的暴雨事件增多是北京地区近年来暴雨内涝频发的主要原因.为提高北京地区短历时强降水的模拟和预报能力,选用WRF(weather research and forecasting,WRF)模型中对降水模拟结果影响较为明显的3类参数化方案组成12组物理参数化方案组合,对北京地区具有不同中尺度环流特征的2类共8场短历时强降水事件进行模拟.基于构建的评价指标体系,评估各类参数化方案模拟北京地区短历时强降水过程的能力,评选出综合表现最好的物理参数化方案组合.研究结果表明:积云对流参数化方案对各类型强降水模拟结果的影响最大,云微物理参数化方案次之,行星边界层参数化方案的影响最小;从模拟北京地区短历时强降水过程的综合能力来看,表现较好且较稳定的方案分别为WSM6云微物理参数化方案、GD积云参数化方案和MYJ行星边界层方案;从模型模拟不同类型强降水过程的整体表现来看,模型对具有连续性降水特点且受地形抬升作用影响相对较小的第2类强降水过程的模拟效果最好,而对具有间歇性降水特点的深对流强降水过程及其相关的湿物理过程的模拟效果较差.研究结果对于提高区域强降水预警预报能力,改进模型参数化方案具有参考意义.     

浙南山区小流域WRF模式参数化方案对比与优化组合

准确的降水预报对好溪流域防洪减灾具有重要意义。本研究选取好溪流域典型降水场次,基于WRF（Weather Research and Forecasting）模式,开展云微物理过程参数化方案和积云对流参数化方案敏感性分析,优选适用于好溪流域的物理过程参数化组合方案,提高好溪流域降水预报精度。研究结果表明：云微物理过程和积云对流参数化过程的方案选择及组合对降水预报影响显著,然而没有某一种组合方案的模拟效果对于所有场次的降水都是最佳的;综合考虑所有的典型降水场次,当云微物理参数化方案选择Lin（Purdue Lin）方案、积云对流过程参数化方案选择KF（Kain-Fritsch）方案时,降水预报精度最高。     

一次梅雨锋暴雨在不同物理过程下的模拟结果比较

本文研究对象为2005年7月江淮流域的一次梅雨锋暴雨,通过选择WRF模式中五组不同的微物理方案和积云参数化方案,进行两重网格嵌套模拟,并对模拟结果进行诊断分析。通过比较得出如下结论:Betts-Miller-Janjic方案与Ferrier(new Eta)微物理方案的组合最能模拟出降水雨带的方向、位置和雨量,其次是New-Kain-Fritsch和Ferrier(new Eta)方案的组合,而且细网格的模拟效果更好;积云参数化方案的选择比微物理方案的选择对降水模拟的影响大;当微物理方案相同时,Betts-Miller-Janjic方案比New-Kain-Fritsch方案在细网格模拟下更准确反映梅雨锋暴雨的热力结构和垂直运动的特征,对暴雨的落区有一定指示作用。     

一次梅雨锋暴雨在不同物理过程下的模拟结果比较

本文研究对象为2005年7月江淮流域的一次梅雨锋暴雨,通过选择WIKF模式中五组不同的微物理方案和积云参数化方案,进行两重网格嵌套模拟。并对模拟结果进行诊断分析。通过比较得出如下结论：Betts—Miller-Janjic方案与Ferrier（new Eta）微物理方案的组合最能模拟出降水雨带的方向、位置和雨量,其次是New—Kain—Fritsch和Ferrier（new Eta）方案的组合,而且细网格的模拟效果更好;积云参数化方案的选择比微物理方案的选择对降水模拟的影响大;当微物理方案相同时,Betrs—Miller-janjic方案比New—Kain—Fritsch方案在细网格模拟下更准确反映梅雨锋暴雨的热力结构和垂直运动的特征,对暴雨的落区有一定指示作用。     

一次梅雨锋中尺度暴雨的模拟试验

利用中尺度气象模式MM5对1998年6月23－26日梅雨锋中的一次中尺度暴雨过程中进行了二重网格双向嵌套全物理过程的模拟试验。控制试验模拟结果与实况比较吻合，对降水的模拟结果表明，选择合适的物理方案，MM5能很好地模拟出梅雨锋中尺度雨团的位置、强度及移动，对开展中尺度天气数值预报具有报导意义。对可分辨尺度降水物理方案和边界层方案的试验表明：就本个例而言，用简单冰相的参数化方案能较好地描述梅雨锋中的中尺度降水物理，其效果优于混合冰相；Blackadar高分辨率边界层方案效果优于MRF方案。     

雅砻江流域WRF模式构建及应用

针对雅砻江流域构建了数值天气预报(WRF)模式,使用7种云微物理参数化方案和3种积云对流参数化方案对3场典型暴雨进行了模拟和ETS综合评价,得出了WSM3和GD的参数化方案组合较优的结论,为WRF模式在雅砻江流域的深入应用提供了重要参考.此外,为了验证构建的WRF模式在水文应用方面的有效性,将其与HEC-HMS分布式水文模型进行了单向耦合,结果显示耦合模型对径流的模拟效果较好,说明WRF模式能够反映产生洪峰和维持径流的降水信号,其在流域径流模拟和预报中有较大的应用潜力.     

一次江淮暴雨的热量与水汽收支诊断分析

利用MM5中尺度模式对一次江淮地区的暴雨过程进行了数值模拟，应用模拟结果诊断分析了降水区热量和水汽收支的变化。结果发现：当有强对流发生并伴有强降水时，就会有强的视热源Q1和视水汽汇Q2出现，而强的Q1与Q2和强降水区基本是对应的。在对流层深厚的中空加热层是积云对流活跃和强暴雨持续发生、发展的一种重要热力机制；对流层上半部的相对冷层为暴雨区上空积云对流提供了极为有利的热力不稳定条件。     

战时地空导弹调运决策

为了解决地空导弹的优化分配,合理调运问题,提出了一种战时地空导弹调运决策的方法。基于排队论确定地空导弹火力单元的导弹需求量。考虑时间性、安全通过概率和运输费用,计算从仓库运输导弹到火力单元的道路代价系数。结合直线优化D ijinstra算法确定战时地空导弹最佳调运方案,并给出了算例。结果表明,模型正确可行,可以较好地解决战时火力单元导弹需求量确定问题和导弹供应点调运决策问题。也可作为解决其他战时物资保障调运决策问题的理论参考。     

基于自适应信任报警关联的P2P覆盖IDS

随着计算机网络安全需求的日益增长,分布式入侵检测技术成为一个至关重要的研究方向.但传统的分布式入侵检测系统仍存在一些缺陷,如在分布性、灵活性、协作性、检测效率和内部威胁应对等方面还不尽人意.为能更好地应对各种内部威胁,提出了一种基于自适应信任报警关联的对等覆盖入侵检测系统.在JXTA对等架构基础上实现了一个对等覆盖IDS原型,并在仿真网络环境中评估了该原型在检测应对Internet蠕虫传播和感染中的有效性.实验结果显示,该对等覆盖IDS能明显提高脆弱网络节点的平均幸存率.     

网格并行编程方法及其在地震波场正演模拟中的应用

波动方程的地震波场正演模拟是研究复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段,其巨大的计算量往往是单台计算机难以承受的.MPICH-G2是传统的紧耦合并行策略在网格中的实现,然而它对网格环境要求高,带宽需求大,且已不能适应目前基于Web Service的网格架构.研究并实现了网格松散耦合并行策略,将任务按照粗粒度方式划分,减少子任务间同步次数和通信量,有机地将网格计算和波动方程的地震波场正演模拟结合起来.由于地震波场正演模拟是计算密集型任务,节点间数据传输量并不很大,非常适合这种松散耦合的并行策略.实验表明,这种网格并行方式可以有效地减少地震波场正演模拟的时间,提高效率.     

一个基于Hausdorff距离的图像消噪新方法

红外图像在实际采集过程中出现的噪声对基于红外图像的工程应用、尤其是在使用距离作为评价工具时,对评价效果的准确性具有不同程度的影响,但距离又是一种具有实用价值的评价工具。为了解决这一矛盾,在分析以往消噪方法的基础上,考虑到使用Hausdorff距离对图像预处理的特殊要求,提出了一种去除局部强噪声点的新方法。通过仿真实验证明,该方法比以往常用的去除噪声的方法要好,即在去除强噪声的同时,很好地保留了图像的低频轮廓、纹理以及边缘,特别是它能够更有效地排除噪声对使用Hausdorff距离的影响     

模拟退火优化BP神经网络进行云相态分类

为利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)多通道云图数据对云相态进行分类,提出了一种利用云图红外、可见光谱段数据,基于SABP神经网络的云相态分类算法.算法基于BP人工神经网络学习算法及模拟退火算法.在两算法结合的基础上,作出了有益于云相态分类的改进.基准网络模型为3层前馈BP网络,其中,隐层和输出层使用不同的激活函数.选取了5种光谱特征作为网络输入,输出两单元判定结果.为加速收敛速度,避免振荡,采用了一种自适应的变学习系数、惯性系数策略.个例分析表明,算法在中低纬度地区效果良好.     

基于遗传算法的海气耦合模型参数反演

为了提高模型参数反演效率和精度,基于遗传算法和系统优化思想,从一个简单的海气耦合模式出发,反演模式参数和强迫项.试验结果表明:遗传算法和系统优化结合的方法,可以有效优化模式参数和强迫项,进而修正模式的预报误差.同时,该方法具有参数反演过程不与模型结构发生耦合,计算量小和操作性强、反演效率高等优点,为在实际应用中改善模式参数和初值、提高预报准确率提供了一个可借鉴的方法和途径.     

1998年7月中高纬阻塞高压对我国东北特大暴雨影响的诊断分析

利用湿位势涡度 ,对 1 998年 7月中高纬阻塞高压存在时期 ,我国东北地区发生的特大暴雨的天气形势进行详细的诊断分析 ,结果表明中高纬阻塞高压稳定维持于 50°N,1 30°E的地区是造成我国东北地区特大暴雨的重要原因之一。同时也对中高纬阻塞高压形势稳定维持于这一地区时的冷暖空气的活动路径、暴雨发生的位置以及产生暴雨的机理进行了较详细的讨论。     

一种基于模糊综合评判的协同节点选择算法

若要充分发挥协同通信高分集增益、高能量效率的优点,协同节点的选择是必须首先解决的问题.针对协同通信中的节点选择问题,提出了一种基于模糊综合评判的协同节点选择算法.算法综合考虑了节点的信道信息和功率信息,并据此进行模糊综合评判,以选择出最佳的协同节点.仿真结果表明,提出的节点选择算法要明显优于以往文献中提出的基于信道信息的节点选择算法,是一种有效的节点选择算法.     

测定某种花岗岩静摩擦系数的试验

为了揭示深部岩体块系构造的特性,以深部岩体的典型岩石-花岗岩为研究对象,利用自行研制的深部岩体动态特性多功能试验系统,对粗糙度为6的细粒花岗岩的单、双面静摩擦进行了试验研究.单面最大静摩擦力试验测量了4种不同工况,双面最大静摩擦力试验测量了2种工况,获得了该花岗岩的静摩擦系数为0.572.通过试验研究,发现了花岗岩块体间静摩擦的规律和特性,当位移响应变粗时,表明试件间的摩擦达到最大值.把测量试块单、双面最大静摩擦力作为基本的测量方法和技术,为下一步深部岩体的动态特性的试验研究奠定了基础.     

温度升高后碳纤维片材增强RC梁的疲劳性能

为了研究CFL增强RC梁在不同温度下的疲劳性能,分别在20°C、50°C和80°C的温度条件下对CFL增强RC梁进行了3点弯曲静载和疲劳试验.试验结果表明:当加固梁的疲劳载荷水平为其静载屈服强度的83%,极限强度的61%时,加固梁的破坏模式、疲劳寿命、载荷-挠度曲线和应变反应等受温度的影响较小.因此,在该载荷水平下,加固梁的疲劳性能受温度的影响较小.