GPS掩星折射率的一维变分同化

为了探索GPS掩星观测资料在数值预报模式中的同化应用,利用GPS掩星折射率的一维变分同化技术,将MM5模式输出结果作为背景场,以GPS掩星折射率作为观测值来进行一维变分同化。将同化反演后得到的气压、温度、水汽压廓线与德国地学研究中心（GFZ）公布的气象观测资料进行了对比和分析,得到了较好的比较效果。证实了GPS掩星资料的合理同化对数值预报可进行有效的改进,并提出了下一步的同化方向。     

标准反演法与变分同化法在反演中性大气中的比较

在我国及周边地区范围内,利用GRACE卫星资料比较标准反演法和变分同化法的精度并探讨其在不同高度下的适用性。研究方法:用MATLAB实现标准反演法,分别将常规无线电探空资料以及变分同化处理得到的2级数据成果与之匹配,研究两种处理方法的误差在空间上的分布规律。研究结果:变分同化法反演出的大气折射率、大气压强比标准反演法得到的结果精度更高更可靠。在探空气球的上升极限高度以下10 km左右的区间上,标准反演法得出的大气温度的精度明显高于同分变化处理得到的数据精度,而探空气球的上升极限高度和天气情况的关系最密切。研究结论:大气折射率、大气压强直接采用欧洲中尺度天气预报中心提供的2级数据可以达到更好的效果。计算大气温度宜采用根据天气状况划分高度区间的方法处理。     

南海三维变分海洋同化模式及其验证

基于Princeton Ocena Model(POM)建立了一个南海三维变分海洋同化模式,该模式主要用于卫星遥感高度计沿轨资料同化,考虑了每条轨道上的误差相关性,并且引入递归滤波优化运算.采用1998年春季和夏季、2000年夏季3个航次温盐资料对这个系统进行评估表明,相对于未同化的模式模拟结果,无论对温盐异常年份还是正常年份,该系统的温盐均方根误差和偏差都显著减小,误差结构更符合正态分布.特别是在盐度场上能重现南海由于降水和径流所造成的淡水盖,该系统也能将海表动力高度信息有效传递进模式次表层;温盐资料验证各航次评估结果差别不大,表明该同化系统性能是稳定的.     

3.5维雷达资料变分同化技术及改进方案在WRF中的应用

本文主要介绍3.5维雷达资料同化技术以及增加雷达垂直风场反演信息对该同化技术的影响,利用WRF模式建立了雷达变分同化系统,对同化效果进行检验。3.5维雷达资料同化技术是变分同化技术的扩展,使用多时次雷达观测资料,采用方程约束增加动力学、热力学信息,逐步反演得到风场、动力场和热力场。该技术使用3组连续多普勒雷达体扫资料,分三步获得分析增量以便在背景场基础上更新模式变量。首先利用连续两个时次的格点化三维径向风场来反演三维风场,然后利用连续两个时次的三维风场来依次反演出水平气压场与热力学变量。同时分析空间采用B-样条基底来降低空间的维数,并增加观测信息在空间上的扩散。但该技术也表现出垂直速度强度不够,浮力抬升作用不强的缺陷。针对本缺陷,本文讨论了通过物理初始化方法由雷达回波反演得到的垂直速度,并将该垂直速度作为观测信息同化进入3.5维变分同化中,考察原雷达资料同化方法以及改进方案对随后降水的改善。结果表明,对降水有明显的改善。     

\"98·7\"特大暴雨降水资料的四维变分同化研究

1998年7月21日00UTC～22日00UTC,湖北省的武汉-黄石地区发生了特大暴雨,其中黄石市24 h降水量达276 mm.文中应用四维变分资料同化方法,研究了初值对这次暴雨过程数值模拟的影响.通过对6 h同化窗口内339个站点逐小时观测降水的变分同化,MM5伴随模式得到了一个与模式相协调并且在热力和动力上都接近于自然强降水发生的初始场,使用该初始场模拟的武汉-黄石地区的24 h降水量超过了220 mm.在同化降水观测资料的同时加入了湿度观测资料后,在一定程度上约束了模式的水汽场,防止了同化窗口内模式初始场越过最佳逼近,从而使降水模拟的TS评分得到进一步提高.     

卫星云图在短期降水预报中的应用

下文将介绍静止卫星云图在巴州短期预报中的应用,从卫星云图的图像处理,数据处理及统计分析等多种方法入手,为短期降水预报提供更多更形象的产品。     

海洋变分同化背景场误差协方差矩阵构造技术

为改进背景场误差协方差矩阵构造技术,提高海洋资料变分同化效果,首先将背景场误差协方差矩阵分解为背景误差标准偏差矩阵、非平衡变量空间相关算子以及多变量间平衡算子3部分,然后利用广义扩散方程模拟空间相关算子,联合引入温盐约束关系、线性状态方程、海表高度诊断方程、静力平衡、地转平衡关系模拟多变量平衡,最后给出了一种适用于海洋资料变分同化的背景场误差协方差矩阵构造方案。单点海表温度观测模拟同化试验表明,该方案可实现观测信息在三维空间、多变量间的传播,充分体现了背景场误差协方差矩阵在同化中的作用。     

基于四维变分资料同化的核事故源项反演

福岛(Fukushima)核事故后,源项反演成为一种重要的核事故放射性释放源项定量计算分析方法。该文引入四维变分(4DVAR)资料同化法,结合中尺度大气扩散模型,提出一种针对核电厂事故的放射性释放源项反演方法。该方法利用核电厂周围监测数据,使用伴随方法迭代计算四维变分代价函数梯度,得到对释放源项的最佳估计。该方法考虑了完整时间序列上的放射性传输过程,对释放源项的估计结果为全局最优。风洞实验验证结果表明: 源项估计的相对误差为20%左右。     

变分四维同化方法中的不连续问题

给出了变分四维同化方法中模式不连续时共轭公式的正确表述，并胜个简单的数值模式检验了理论的正确性。     

超折射及其对变分同化效率的影响

在应用低对流层中的掩星观测资料进行反演的过程中,当观测资料接近地面或海平面时,大气折射率的垂直梯度小于某个极限值,会产生超折射现象。本文描述了超折射现象的数学表示,对若干个样本的超折射层厚度和发生区域进行了统计分析,并讨论了超折射现象对一维变分同化的影响;通过实验发现,适当地对超折射层进行处理能极大地缩短同化的计算机时和迭代次数,从而提高变分同化的效率。     

人工神经网络方法在短期天气预报中的应用

将人工神经网络方法试用于南京夏季短期降水分级预报,根据南京夏季梅雨期的天气特点,用统计和动力学方法从HLAFS(高分辨率有限区域预报系统)预报产品中寻找预报因子,然后用2种方法选取输入因子分别对人工神经网络进行训练,并利用抽取的5天雨量实况作降水分级预报检验.通过对人工神经网络方法预报降水的结果与HLAFS降水预报以及逐步回归预报的结果对比发现:与HLAFS数值模式的降水预报相比,人工神经网络降水预报方法的准确率提高了20%以上,而且漏报、错报明显减少;特别是与逐步回归预报相比,大到暴雨的预报准确率得到了明显提高,这一研究表明人工神经网络方法在短期天气预报中也会有较大的应用价值.     

人工神经网络方法在短期天气预报中的应用

将人工神经网络方法试用于南京夏季短期降水分级预报，根据南京夏季梅雨期的天气特点，用统计和动力学方法从HLAFS（高分辨率有限区域预报系统）预报产品中寻找预报因子，然后用2种方法选取输入因子分别对人工神经网络进行训练，并利用抽取的5天雨量实况作降水分级预报检验．通过对人工神经网络方法预报降水的结果与HLAFS降水预报以及逐步回归预报的结果对比发现：与HLAFS数值模式的降水预报相比，人工神经网络降水预报方法的准确率提高了20％以上，而且漏报、错报明显减少；特别是与逐步回归预报相比，大到暴雨的预报准确率得到了明显提高，这一研究表明人工神经网络方法在短期天气预报中也会有较大的应用价值．     

降水时间份额和降水强度分配比的取值分析

基于福建惠安和大亚湾两个厂址各两年的逐时降水数据进行统计,估算事故冲洗因子计算公式中的两个参数“降水时间份额FW”和“降水强度分配比ft”的数值,通过分析其取值为FWT=1．0,FW2=0．91,FW3=0．35和FW4=0．28;f1=0．60,f2=0．25和f3≥0．15。     

基于灰色关联支持向量机的中国粮食产量预测模型

研究我国粮食生产系统的变动规律,做好粮食产量科学预测不仅是制定农业政策的重要依据,而且对于保证我国的粮食安全具有重要意义。鉴于粮食生产系统的复杂性和信息不完全性,在对粮食生产系统灰色关联分析的基础上,确定出影响粮食产量的主要因子,然后根据支持向量机回归原理,建立了基于灰色关联支持向量机的预测模型。预测结果表明该模型具有较高的预测精度,为粮食产量预测提供了一条新的途径。     

回归分析在小型电厂成本预测和控制中的应用

运用逐步回归分析方法对小型电厂进行成本分析，得出影响电厂成本的主要因素是燃料费、辅助材料费及管理费．然后运用多项式回归得出了标准煤耗率与原煤发热量之间的关系，为电厂选择煤质，降低煤耗，控制成本提供了行之有效的方法．     

四川南充市农业劳动力状况统计分析与预测

根据南充农村劳动近几年的分布情况,运用多元线性回归分析,偏相关系数等统计方法,找出了影响南充农业劳动力分布情况的主要因素及其规律,并对未来十年南充在市人口及从事农业人口进行了预测与比较,指出南充粮食可以自给,城镇化仍在继续．     

广东春雨的长期预报

利用气候场的主分量逐步回归预报方法,通过相关分析和逐步回归,求得春雨场的主分量与高度场、海温场以及环流指数等因子场的主分量之间的联系．结果表明,广东春雨场的前１５个主分量（约占场的总方差的９７４％）的预报方程,通过α＝００５显著性检验,其方程复相关系数最小为０７２９,最大为０９７５．对广东省长期预报的１９个代表站的１９９０年春季（２～４月）降水量作预报的统计结果,其预报平均绝对误差约９０ｍｍ．     

SARIMA模型的建模及其信贷预测分析

对自回归单整移动平均季节模型(SARIMA模型)的原理,以及建模思想进行诠释.指出在经济数据中普通存在的季节性问题,并在ARIMA模型基础上提出SARIMA模型.通过对中国人民银行的月度信贷总量资料的建模及预测分析,得到良好的效果.SARIMA(1,1,0)(1,1,1)12模型这一短期预测模型及其短期预测的结果,可为中国人民银行进行信贷政策的制订提供依据.     

宜昌市城镇建设用地需求量预测与分析

为了探讨城镇建设用地的规划预测值与实际需求量的一致性,利用宜昌市1996-2004 年土地利用变更数据和社会经济统计资料进行了关联度分析,并结合该市国民经济和社会发展的中、长期规划目标,预测了2010-2020 年城镇建设用地的需求量.结果表明,城镇人口、固定资产投资总额和工业总产值等3个因素是驱动城镇建设用地增长的主要因子,其权重分别为0.404、0.316和0.280,预测到2010、2015和2020年,比规划基期(2004年)累积增加城镇建设用地面积742.36、1 673.12和2 857.43 hm2,其预测结果可为制定宜昌市城镇建设规划提供依据.     

封闭空间调湿材料新的调湿特性指标及其理论基础

在评述现有关于调湿材料的调湿特性指标的基础上 ,利用热力学基本原理 ,从两相平衡的角度导出封闭空间调湿特性指标值的表达式 ,并对其进行分析说明 .发现 B值仅是基于调节的目标状态温度为零度而存在的 ,用于非零度的调节目标时会产生较大误差 .就 B值的不足 ,提出新的调湿特性指标 BT值 .BT值是基于所调节的目标状态而导出的 ,较 B值更为合理准确 .B值和BT值都反映材料与水分的结合性质 ,与结合能密切相关 .材料与水分的结合能越接近纯态水分子间结合能 ,材料的调湿特性越好 .