地表向下短波和长波辐射遥感参数化方案研究综述

针对近年来利用卫星和地面常规资料估算向下长、短波辐射研究参数化方案, 对国内外研究进展进行综述。在综合分析有关文献的基础上, 介绍向下短波和长波辐射参数化方案的理论背景, 按照晴空和有云条件, 分别对辐射参数化方案进行总结, 并对这些方法在实际应用中的优缺点予以评述。晴空条件下, 向下短波参数化方案以统计和辐射传输模式为主, 长波辐射参数化方案以单、双参数法为主。有云条件下的辐射参数化方案则主要受限于云量的确定。地表向下短波和长波辐射的计算的局限性在于, 需要根据所能获取的地面气象观测资料、地表覆盖类型和卫星遥感数据, 选择合适的参数化方案。将来, 有发展前景的方法为极轨卫星和静止卫星遥感数据结合研究估算方案。     

水云宽带长波光学性质参数化

在3种窄带云光学性质参数化方案的基础上,建立了相应的宽带云光学性质参数化模式,考察了不同的参数化方案和不同的宽波段划分对水云长波辐射性质的影响,并对云滴散射作用在有云大气中对长波辐射通量和冷却率的影响进行了分析.     

黑龙江地区淡水冰表面太阳短波辐射与云量关系的优化辨识

依据文献中高纬度海冰区太阳短波辐射与云量关系的参数化方案,利用2009年、2010年两个冬季黑龙江省红旗泡水库现场观测的太阳短波辐射数据和中国气象数据共享网上下载的云量数据,以及观测点的太阳天顶角、太阳时、纬度等数据,根据最小二乘法构造参数辨识模型,用MATLAB编程求解该参数辨识模型,分析得到黑龙江地区淡水冰表面太阳短波辐射与云量关系的参数化方案.     

卫星遥感东亚地区云辐射与气候

本文利用ＴＩＲＯＳ－Ｎ卫星ＴＯＶＳ系统，计算了１９８９年７，８，９月东亚地区的射出长波辐射（ＯＬＲ），云量和地表温度。由此讨论了ＯＬＲ的分布以及它与天气系统的联系。分析了地表温度，云量和ＯＬＲ的关系及晴空条件下海面温度与ＯＬＲ的相关性。本文综合分析了云对气系统辐射收支的影响及高，低云系统的不同的辐射效应。通过分析发现低云系统反射率应占主导地位，而高云系统是以温室效应为主。     

利用MODIS数据直接估算晴空区干旱与半干旱地表净辐射通量

通过对地表处向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射通量的4个能量收支分量的参数化,利用多个MODIS陆地和大气产品,给出一个不需要地面观测气象数据,仅用卫星遥感数据来计算晴空条件下干旱与半干旱地表上的净辐射通量计算方案。方案计算了2003年7—10月、2004年7—11月及2005年6—10月期间退化草地89个晴空数据和农田85个晴空数据,与地面观测数据对比表明方案能有效计算净辐射通量,均方根误差达到47·5和49·2W/m2,优于国内外同类研究的精度。     

利用MODIS数据直接估算晴空区干旱与半干旱地表净辐射通量

通过对地表处向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和 向上长波辐射通量的4个能量收支分量的参数化, 利用多个MODIS 陆地和大气产品, 给出一个不需要地面观测气象数据, 仅用卫星遥感数据来计算晴空条件下干旱与半干旱地表上的净辐射通量计算方案。方案计算了2003 年7?10 月、2004 年 7?11 月及 2005 年 6?10月期间退化草地 89 个晴空数据和农田85个晴空数据, 与地面观测数据对比表明方案能有效计算净辐射通量, 均方根误差达到 47. 5 和49. 2 W/m², 优于国内外同类研究的精度。     

EOF和人工神经网络方法相结合预测中国华北地区向外长波辐射通量

利用搭载在Aqua卫星上的CERES产品,探讨了2005年6月-2009年6月华北地区向外长波辐射的时空变化特征.从经验正交分解结果来看,第一模态华北地区向外长波辐射变化具有很好的一致性,整个区域向外长波辐射有增大趋势.第二模态中呈现出南北反位相的空间分布特征,尤其在2005年6月、2006年6月、2009年6月表现得尤为显著.采用后向传播神经网络方法,利用华北地区历史时段向外长波辐射场经验正交分解展开的前6个主分量作为训练样本,预测北京地区2010年6月向外长波辐射日变化特征.研究表明:经验正交分解和神经网络相结合的方法对预测向外长波辐射会取得较好的效果.尤其当训练样本中加入北京地区云量后,预测效果提高1/3.     

采用一维水质模型计算河流纳污能力中设计条件和参数影响分析

多数山区河流可采用一维水质模型计算纳污能力，分析计算过程中污染源概化、设计流量和流速、上游本底浓度、污染物综合表减系数等设计条件和参数对计算结果的影响；讨论如何确定设计条件和参数，以提高计算结果的准确性和合理性，为水资源合理开发、综合利用提供决策依据。     

基于同态哈希函数和虚拟索引的动态云审计方案

为更好地实现云存储的数据完整性验证，解决云数据安全更新效率低的问题，提出一种基于同态哈希函数和虚拟索引的动态审计方案。首先对上传云服务器的数据进行盲化，以保护原始数据在云中的隐私；接着利用同态哈希算法对盲化后的数据进行签名，以便签名聚合的计算；然后利用虚拟索引实现对特定数据块快速查找和更新的同时，不对其他数据造成影响；最后，将提出的动态云审计方案扩展为批量验证方案，从而提高多用户场景下完整性验证的效率。理论分析表明，该方案是安全高效的。     

长波辐射的温度效应对气候模拟结果的影响研究

把长波辐射平均项透射率的不同计算方法应用于全球范围的ｐ－σ混合坐标系五层模式，分别对夏季气候进行了模拟，结果表明，面透射率τ的计算可采用插值方法以节省机时，长波辐射的温度效应对模拟结果有一定影响，特别是对于温度场和降水量的模拟。模拟和观测结果的对比和统计检验表明，从与实际相符和节省机时这两方面权衡，进行温度证正的插值计算法可满足模拟要求。     

MM5v3多种物理过程不同参数化方案的组合试验 --对东亚区域气候模拟

考虑区域气候模式中诸物理过程的多种参数化方案的相互影响，对MM5v3模式中3个物理过程设计了16组不同参数化方案的组合试验．用1997和1998年6～8月NCEP／NCAR再分析资料作了东亚的区域气候模拟．经检验、分析和比较各组合方案在东亚区域的模拟能力，发现MM5v3模式能适合对东亚地区的区域气候模拟；当用MM5V3作东亚区域气候模拟时，Kain-Fritsch积云参数化方案、OSU LSM陆面过程参数化方案与CCM2辐射参数化方案的组合更为合理．这些结果对于发展适合我国的新一代区域气候模式有一定的参考意义．     

大气模式中云量分布函数问题的研究理论基础

云量是一种特殊形式的场，其物理实质是指遮蔽天空视野的成数，在数学上实际是一定区域的水平积分加权平均.云量的非负性导致用平均值来表示云量存在着严重的缺陷，云量的间隙性决定了实际平均云量大于传统平均云量；云量长期平均的稳定性致使其容易被误认为平均云量具有代表性而与事实不符.由于云量具有以上3个特性，故利用平均值表示云量是不恰当的.文中利用Chebyshev不等式说明了由于云量方差较大，故必须采用高阶矩的方法去逼近云量的分布函数，具体给出了确定分布函数的3个充分条件和1个充分必要条件.根据Kolmogoroff定理，在云量资料为大样本的条件下，给出了求经验分布函数的近似方法.     

模拟区域气候变化的模式系统的建立及其效能检验

建立了一个富有特色的模拟区域气候变化的模式系统．该模式系统对模式中陡峭地形的处理方法进行了改进，并且在云量参数化方案中考虑了大气的动力学结构．其中大气模式与海洋模式和土壤模式简单耦合，和ＧＣＭ单向嵌套以反映大气环流背景对区域气候的影响．通过对模拟结果的比较和检验，发现区域模式对侧边界条件的依赖性很强，客观真实的侧边界条件是模式能够正确模拟区域气候要素的最重要的条件之一．模式分辨率的提高，中尺度强迫如地形高度和下垫面类型的细致刻划，都有利于气候要素场特别是边界层和地表气候状况模拟效果的改善．     

植被对近地面层水热交换影响的参数化模型

提出了一个研究植被对地表面与大气之间水热交换影响的参数化模型。该参数化模型考虑了到达植被冠层的总辐射、大气长波辐射,建立了冠层内的热量收支平衡方程。应用本参数化模型,研究了不同植被类型的覆盖度、土壤湿度、下垫面的土壤温度、叶温、近地面层气温及地表与大气之间热量和水分的交换,并与相应的实际观测资料进行了比较。结果表明,模型模拟的不同植被的温度、湿度状况,辐射特征和能量平衡关系是合理的。因此,该参数化模型可应用于中尺度气象模型、气候模型和环境生态学的研究。     

感应电机的定子电流控制

针对由电压源型逆变器供电的感应电机，提出了一种适于数字实现的离散化定子电流控制方案，与现有的定子电流控制方案相比它具有以下优点：１）对电机参数及电机运行状态变化鲁棒性好；２）对定子电流参考信号的动、静态跟踪性能好；３）与转子回路的状态变量及参数无关；４）控制算法简单，适合于计算机实现。仿真及实验结果证明了该方案的有效性。该定子电流控制方案的提出为现代高性能感应电机交流调速系统的实现提供了新的手段。     

基于自相似河网结构的中小流域蓄量消退系数计算方法

为探讨不依赖降雨径流资料的汇流参数——蓄量消退系数C_s的计算方法，选取位于不同水文气象分区的4个典型中小流域，根据DEM信息提取河网水系，构建基于Strahler分级规则的河网精简方案，改进基于自相似河网结构的蓄量微分方程，分析不同河长占比对C_s计算结果的影响。研究结果表明：改进的方法能有效降低原始河网和精简方案河网之间C_s计算结果的差异，提高C_s计算结果的稳定性；流域中河网复杂程度的增加会导致C_s计算结果的增大；河长占比通过影响河网所涵盖的信息进而影响精简方案的适用性，对于3级河网结构的中小流域，1级河网河长占总河长比例小于70%时，可采用保留至2级的河网精简方案作为替代输入。     

云内辐射传输过程对对流降水过程的影响

模拟并讨论了云内辐射传输过程对积云暖云过程和积云冷云过程中的影响.计算结果表明长波辐射使云顶冷却、云底加热,使得整个云体的垂直温度梯度加大,促进了云内的对流运动;短波辐射对云顶加热作用抑制了云中的对流运动.对暖云过程,辐射传输方案的引入,使云水、地面降水量都有不同程度的增加,其中,仅考虑长波辐射传输过程时的增加更显著.对冷云过程,长短波辐射的不同作用更为明显:仅考虑长波辐射时,云中的霰量增加;同时考虑长短波辐射时,云中霰量减小.与不考虑辐射过程相比,仅考虑长波辐射传输,可以使地面降水量有不同程度的增加;同时考虑长、短波辐射传输,可以使冷云的地面降水量减少,而使暖云的地面降水略有增加.     

浅析CA6150车床的数控技术改造研究

本文介绍了普通车床的数控化改造，重点介绍了机床数控化改造方案的确定，基本步骤，目的，经济合理性，机床数控化改造计算（各种设计参数和结构，机械部分和电气部分）。     

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.     

一种基于光刀法的列车车轮参数动态测量方法

针对在列车车轮参数动态测量中测量精度不足的问题，文章提出一种基于光刀法的列车车轮参数动态测量方法，并分析激光线宽度对测量结果的影响。首先用Solidworks软件对测量系统进行三维建模，并根据光刀法中的相机参数对软件相机模块进行调整；然后对特定位置图片进行RGB提取、畸变矫正、灰度化和中心提取等预处理，并利用特征点提取、曲线拟合的方法计算得到车轮直径、轮辋宽度和轮缘高度等车轮参数；最后利用单边轮实验进行验证，结果表明该文方法的测量精度满足实际测量需求。