台风路径统计-动力预报初始场的一个改进

一、引言台风路径预报是台风预报的关健,近年来国内外从不同途径,建立了不少客观预报模式,特别是统计学和动力学相结合,已成为目前台风路径预报中比较有成效的一种客观预报方法,美国的NHC-73,上海的SD_(75)和浙江的ZMI-80,在业务预报中都证明比单纯的统计预报要好。目前,在国内由于数值预报资料的不足,以及预报模式的变动和不稳定性,再加上     

西北太平洋台风路径预报的一个统计动力方案SD_(75)

目前国内外建立了各种台风路径的客观预报方案.但是在统计模式中,对各预报量之间的独立性假定,与预报量本身是同一个台风的中心位置的移动是有所抵触的.为了克服这方面的缺陷,我们建立了本方案.在水平动量方程的两端沿涡旋范围积分取平均后有     

台风路径的随机动力预报模式

台风路径的统计-动力预报是台风路径业务预报中比较有成效的方法之一。我们在分析了国内外现有台风路径统计动力预报方案的基础上,提出了一个利用因子场的主要信息,引进与预报时段具有相同时刻的环流预报因子的台风路径随机动力预报模式。这个模式的主     

多级逐步判别在台风路径预报中的应用

台风是我国东南沿海重要的灾害性天气之一.广大气象台站在作台风路径预报中往往采用逐步迥归分析,在应用判别分析中也仅采用两级判别.为了进一步提高台风预报的精确度,我们应用了多级判别的方法,并且在因子的筛选上采用了两段筛选法.逐步判别分析是近几年才发展起来的,在天气预报中尚未得到应用.我们在应用这一方法作台风路径预报中收到了较好的效果.     

基于海气耦合模式的南中国海北部风暴潮模拟

伴随台风产生的大风、暴雨、巨浪、风暴潮形成的台风灾害链对沿岸地区产生巨大影响,研究台风的形成和运动机理,减小风暴潮灾害,具有重要的科学价值和社会意义.台风影响期间,大气与海洋之间存在强烈的质量、能量交换,风场、流场、波浪场等物理场相互作用、相互影响.基于中尺度大气模式WRF和区域海洋模式ROMS,构建南中国海地区海气耦合模式,针对2012年台风"启德"进行数值模拟.通过观测数据对台风路径和强度进行验证,结果表明,建立的WRF-ROMS耦合模式在对台风"启德"影响下的南中国海风暴潮模拟中展现出较高的模拟精度.通过数值模式计算结果揭示了台风、风暴增水和风生流场的时空分布特征.台风运动过程中台风动力场、风暴增水及流场在空间上均具有"右偏性"的不对称分布特征,近岸风暴增水对台风的响应在时间上存在滞后性,风生流场具有较明显的滞后性特征.     

上海GPS网层析水汽三维分布改善数值预报湿度场

水汽三维分布信息是数值天气预报模式的初始条件之一, 大气中的水汽具有较强的时空变化特性, 传统观测手段受时空分辨率的限制, 对模式初始水汽场的描述远远不够. 利用地基GPS信号斜路径观测值探测水汽垂直剖面信息是目前国际上的研究前沿, 利用上海GPS综合应用网GPS信号斜路径水汽观测值, 在国内首次层析了上海地区水汽三维分布. 层析中采用高斯加权函数进行水平约束, 利用数值预报结果做先验值, 考虑了边界条件. 针对无法准确给出各类观测信息先验权的问题, 在层析水汽三维分布问题中首次采用了方差分量估计, 进行验后定权; 为了降低观测噪声对参数估计的影响, 采用了抗差估计; 针对水汽密度随高度减小的特点, 垂直方向上采用随高度变化的非等权约束方法. 层析结果与MM5数值预报结果比较, GPS信号斜路径水汽观测值对数值模式的预报湿度场有明显改善, 利用GPS信号斜路径水汽观测值准实时地探测水汽的三维分布, 应用于短期数值预报中, 可改善短期预报的初始湿度场, 提高数值预报的准确度.     

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.     

海温对台风影响的数值实验

足够高的海温是台风形成的一个基本条件。天气实践已证明,台风只能在海水温度高于26℃或27℃的洋面上生成。我们对有关海温对台风生成影响的问题进行了数值实验。本文的目的在于讨论最大风速为14米/秒的热带气旋发展为台风的条件,实验中发现海温低时台风很难生成和发展,即使发展,其强度也弱;而海温高则台风可以发展到很强,这与天气事实一致。     

海洋与台风相互作用研究进展

台风灾害是全球最主要的气象灾害之一.到目前为止,人们已经从大气科学的角度对台风进行了长期系统并且卓有成效的研究.但人们对台风过程中海洋的剧烈变化及其对台风的反馈仍然缺乏足够的认识,这也成为限制台风研究和预报水平的一个瓶颈问题.因此,海洋与台风在各种时空尺度上的相互作用机理及其对台风预报和短期气候趋势预测的贡献是当前国际海洋与大气科学研究的重大前沿课题.本文基于国家重点基础研究发展计划,总结了海洋与台风相互作用的最新研究成果,重点梳理了海洋中尺度过程对台风的影响与反馈、海洋与台风的低频相互作用及其对短期气候变化趋势的影响、台风过程中的海洋多源资料同化及利用海气耦合模式进行台风预报等若干方面的研究进展.最后,提出了今后在海洋与台风相互作用研究中需要关注和重点解决的若干关键科学问题.     

无“情”之夏(二)

台风 台风是形成在热带海洋上的强烈风暴,也就是在大气中绕着自己为中心急速旋转、同时又向前移动的空气涡旋。一个较强的台风,中心附近风速常超过60米/秒(≥17级),过程总雨量也常达到1000毫米以上。我们从电视天气预报节目播出的台风云图中可以看到它那巨大而壮观的螺旋云带和清晰的台风眼。台风所带来的狂风暴雨令人生畏。台风在海上移动时,大风掀起的惊涛骇浪能对航行的船     

电磁场中圆柱绕流的开环和优化控制

对圆柱绕流的电磁控制进行了实验和数值研究. 实验在转动水槽中进行, 通过吊杆将装有电磁激活板的圆柱插在槽内液体中. 吊杆上的应变片用于测试圆柱的阻力, 注入适当的染料用来显示流场. 数值模拟时, 流场的基本方程为指数极坐标中考虑场力的Navier-Stokes方程, 计算采用ADI格式和FFT格式. 结果表明, 实验与计算所描述的流场具有相同的变化趋势. 在开环控制时, 即Lorentz力为常数时, 旋涡脱体可被有效抑制, 涡街消除, 阻力减少. 另外, 基于上述Navier-Stokes方程, 推导了优化控制所需的伴随方程, 并利用同样的数值方法对此进行数值求解. 根据伴随优化理论得到实时变化的优化控制参数, 对优化控制过程中的流场变化进行了讨论.     

高水基安全阀流场的CFD仿真

利用FLUENT软件对高水基安全阀的流场进行数值模拟,得到了阀道的压力分布、速度分布和速度矢量分布图,压力和速度在截流口处都产生了突变,并对阀芯上的总压力和液动力进行计算,得出该阀所受稳态液动力的大小,所得结论为安全阀的结构设计与性能分析提供了依据.     

高水基安全阀流场的CFD仿真

利用FLUENT软件对高水基安全阀的流场进行数值模拟，得到了阀道的压力分布、速度分布和速度矢量分布图，压力和速度在截流口处都产生了突变，并对阀芯上的总压力和液动力进行计算，得出该阀所受稳态液动力的大小，所得结论为安全阀的结构设计与性能分析提供了依据。     

赤道东太平洋海洋表面温度与西太平洋台风发生频率的遥相关

台风是发生在热带海洋上的剧烈天气系统,是影响我国沿海地区的严重灾害性天气,研究它的发生发展规律,并提出预报的方法是很需要的。由于台风发展的能量主要取自海洋表面蒸发到大气中的水汽,经过垂直运动而释放出的潜热,因此,它的发生发展必然和海洋表面的热力状况有关。过去已有不少工作研究了台风活动同海洋热状况的关系,如Palmén、Carlson     

脱氧核糖核酸(DNA)在高地曝露于宇宙辐射线后的断裂

在山西五台山清凉桥(北纬39°,高度2,400米)处将小牛胸腺DNA直接曝露于宇宙辐射线86天的初步结果报告如下: 曲线斜率为小。由于观察数值的位置均在一直线上,所以图表卽以测定的直线表示。测定的特性粘度(卽DNA浓度趋向于0时的粘度)是: 高地DNA[η_1]=11.7 海平面DNA[η_2]=15.4 很明显地,高地DNA的特性粘度与海平面的DNA比较,则大大降低。两直线斜率的比较是用回归分析法进行的。海平面DNA的回归系数b_2=1.384     

利用太阳周初期月黑子数上升率预报周峰值的检验

简要介绍了利用太阳活动周初期月平滑太阳黑子数(SSN)的上升率预报太阳周极大值的方法.利用回归方法计算太阳周初期24个月的月黑子数上升率,分析得到上升率与太阳活动周极大值的定量关系,依此对极大值的幅度做出预报.检验了作者在2000年发布的利用这个方法提前对第23周极大值做出的预报,其后与实际测量结果的比较表明预报与实际测量结果符合得较好,预报值的相对误差约为实测值的15.2%.同时本文重点介绍了利用该方法和国际上发布的新的V2.0版黑子序列对第22~24周的极大值统一进行的模拟预报,以检验该方法的有效性,结果表明对这3个活动周的模拟预报与实际测量结果符合得较好,预报误差分别约为实测值的10.6%,6.4%和15.2%.作者认为该预报方法具有一定的应用价值.     

台风“麦莎”对电离层TEC的影响

利用50余个GPS台站的观测资料, 研究了台风“麦莎”对电离层TEC的影响. 分析表明, 台风在登陆前已经影响到电离层, TEC出现增大趋势, 在登陆前一天台风及其周边区域的TEC与月中值的差值可超出5 TECU左右; 随着台风的登陆, 这种影响开始减弱, TEC的增大量和增大区域均减小; 台风登陆一天之后, TEC达到最小值, 并小于月中值. 通过将台风路径与离台风较远的3条参考路径上TEC的变化进行比较, 发现台风对TEC的影响完全可以分辨, 也与文献记载的台风期间foF2的变化一致.     

热带气旋强度变化预报的一种动力-统计预报方法

对于台风的发生和发展已经有过许多的研究。本文是在原先存在一个热带气旋或台风的基础上,用动力和统计相结合的方法,研制台风和热带低压强度变化预报的方案。     

随机序列的新息方法在电力系统负荷预报中的应用

电力系统次日24小时预报和安全控制所需的负荷预报是电网调度中安全、经济控制的基础。据了解,目前国内外多数电力系统调度为获得负荷预报,主要依靠有经验的运行方式人员,通过过去的负荷数据,人工估计而得。本文采用随机时间序列方法建立电力系统负荷模型,并利用随机序列的新息方法来进行电力系统负荷预报,得到了较满意的结果。此法既快速,所