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为了改进温带气旋数值预报的精度,基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,利用GSI(Gridpoint Statistical Interpolation)-EnKF(Ensemble Kalman Filter)系统,设计了一套温带气旋集合预报方法,其具有的2种选择方案通过滤掉质量较差的集合成员从而将集合成员数目控制在10以内,达到了大幅降低集合预报计算量的目的。针对2020年7月一次影响黄海的温带气旋个例,开展了一系列决定性预报与集合预报的数值对比试验。分析结果如下:1)不采取任何择优方案的集合预报效果就已经明显优于决定性预报,而采取择优方案使得预报效果进一步得到提升;2)预报初始时刻择优(直接择优方案)的集合预报效果远不如短时积分3 h后才进行择优(积分择优方案)的预报效果; 3)积分择优方案优于直接择优方案的原因是,初始场集合体中的成员经过短时积分后其误差得以放大而使得择优更加准确。多个例的应用结果进一步表明,本文提出的积分择优方案温带气旋集合预报方法具有较好的业务预报应用前景。 相似文献
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原位观测是海洋环境观监测与安全保障的基础手段，对提升海洋环境时空变化规律的认识和数值预报水平起着至关重要的作用。但是实施基于原位观测的海洋环境保障措施存在覆盖范围有限、观测成本高昂，以及非常时期实施困难等问题。随着海洋强国战略的深入推进，未来国家海洋利益空间将不断拓展，海洋环境保障的立体性、复杂性、未知性将不断增强，这对系统化、信息化、智能化的海洋环境保障提出了更高要求。当前有效解决方案之一是通过实施环境适应性保障对有限的原位观测资源布局进行优化设计，最大化海洋环境观测网建设效益。本文系统介绍了美国海军在海洋环境适应性保障建设方面的成果与经验，通过海上试验展现了实施海洋环境适应性保障措施的必要性和优越性，随后梳理了高分辨率海洋水文环境数值模拟技术、海洋水文环境适应性观测敏感区诊断技术、无人移动平台协同组网观测技术及无人移动平台观测资料同化技术等海洋环境适应性保障建设涉及的关键技术及其发展现状，最后总结了我国在海洋环境适应性保障建设方面的研究进展。作为一项复杂的系统工程，海洋环境适应性保障将有助于颠覆传统海洋环境保障模式，牵引我国海洋环境保障装备发展，推动相关研究领域理论和技术进步，对我国海洋环境保障体系建设产生深远影响。 相似文献
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利用全球中期预报模式T63L9,选取2004年6月4日至13日10d作为试验个例进行了集合预报试验,分析了不同集合成员个数对于预报结果的影响。结果表明,集合预报的技巧都明显高于单个控制预报。在集合成员较少时,随集合成员教的增加,集合预报的技巧提高明显,当集合成员数多于11个时,集合预报的效果提高缓慢。在中期预报时段内。集合成员数11为集合预报效果随集合成员教趋于饱和的临界值,如果继续增加成员数.预报效果提高较少,但计算量却大大的增加。本文只是单个试验个例的分析结果。为验证结论的普适性,还需要进行更多的试验。 相似文献
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海洋温度场具有强烈的时空易变性,带有典型的混沌特征,研究其稳定性对改善温度场可预报性具有重要意义。以混沌理论为支撑,改进最大Lyapunov指数算法,基于POM数值模式预报的温度时序为试验样本,研究了东中国海范围内的海洋温度场混沌稳定性分区和特征,并在此基础上针对混沌强弱区做添加观测试验,研究了基于稳定性分区的温度场可预报性。仿真结果表明,在混沌强烈区添加观测相比较弱区对改进预报效果更显著,对混沌强烈区添加观测整体上可以降低预报温度均方根误差0.2~0.7℃左右,证实了在该区域加强观测能在一定程度上改善温度场的可预报性。 相似文献
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在海洋动力系统的数值模拟中,海洋资料同化是一种能够有效融合多源海洋观测资料和数值模式的方法。它不仅可以显著地提高数值模拟的效果,构造海洋再分析资料场,还能有效减少海洋和气候预报时模式初始条件的不确定性。因此,海洋资料同化对于海洋研究和业务化应用具有非常重要的意义。资料同化方法的研究一直是大气、海洋科学的热门课题之一。其中,集合卡尔曼滤波器(EnKF)是一种有效的资料同化方法,自提出以来经过了20多年的发展和改进,已经在海洋资料同化中得到了广泛的研究和应用。近年来,随着动力模式的不断发展和计算能力的提高,粒子滤波器由于不受模型线性和误差高斯分布假设的约束,也逐渐成为了当前资料同化方法研究的热点。本文分析和总结了目前关于集合卡尔曼滤波器和粒子滤波器的一些最新理论研究结果,在贝叶斯滤波理论的框架下讨论了这两类算法的关联和区别,以及各自在资料同化实践中的优势和不足。在此基础上,我们探讨了粒子滤波器应用于海洋模式资料同化的主要困难和目前可行的一些解决方法,展望了集合资料同化方法研究的新趋势,为集合资料同化方法的进一步发展和应用提供理论基础。 相似文献
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黄、渤海冷空气海浪场的集合预报试验 总被引：1，自引：0，他引：1
利用欧洲集合天气预报系统51个预报风场驱动SWAN海浪模式,对黄、渤海2013年12月-2014年2月期间受冷空气影响的海浪场进行数值模拟试验,并利用浮标观测资料对海浪集合预报结果进行初步检验分析,结果显示:从逐时平均偏差结果可知,24h预报时效内集合平均与控制预报性能相近,48~72h预报时效内,集合平均明显优于控制预报,但均比实况偏小;集合分位值(75、90百分位值和极端值)明显优于集合平均,且预报时效越长,优势越明显,集合预报极端值与实况相当或略偏大;从逐24h平均偏差结果可知,集合分位值(75、90百分位值和极端值)比集合平均和控制预报更接近实况。总的分析表明:集合分位值(75、90百分位值和极端值)对受冷空气影响的海浪场具有较强的分辨能力,可以提高对海浪场的预报水平,且有较好的应用潜力。 相似文献
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利用2014—2015年渤海埕北A平台逐小时风场特征对7级以上且持续6 h以上的大风个例进行统计,共出现36次大风过程。利用欧洲中心集合预报51个预报成员分别比较最优成员和最优百分位预报产品在预报海上大风风速预报的效果,结果表明:EC集合预报对于7级以上大风有低估的效果,从优选成员来看,集合预报最优成员并不唯一确定;6种(最大值、95、90、85、80、75百分位)集合预报百分位预报的10 m风速,多数预报与实况相比是偏小的,利用历史偏差对EC集合预报的误差进行校准,反算校准后误差缩小。总之,集合灾害性大风风速的预报有低估的效果,反算后预报水平有明显提高,可利用EC集合预报最优百分位订正后的10 m风场产品应用于渤海灾害性大风的预报。 相似文献
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EnKF和SIR-PF在贝叶斯滤波框架下的比较和结合 总被引：3，自引：0，他引：3
贝叶斯估计理论为非线性、非高斯系统的数据同化提供了一个统一的框架。在本文中,我们利用著名的洛伦茨吸引子(Lorenz'63)模式对两种基于贝叶斯滤波理论的数据同化方法——集合卡尔曼滤波器(EnKF)和重取样粒子滤波器(SIR-PF)——进行了较为全面的比较。比较的结果揭示了两种方法的优缺点:即当集合成员数目较多时,SIR-PF的同化效果优于EnKF;反之,则EnKF的表现较好。进一步地,我们使用统计方法分析了两者表现的差异和原因。最近提出的一种集合卡尔曼粒子滤波器(EnKPF)通过使用一个可控的参数整合EnKF和SIR-PF的分析格式,可以结合两者的优点。本文在充分比较两种方法的前提下,重新阐释并改进了原有的EnKPF算法,使之适用于非线性的观测算子。通过使用相同的洛伦茨模式实验,我们揭示了EnKPF实质上提供了关于EnKF和SIR-PF的连续插值,使得后两者可以视为其特殊情况。并且,在集合成员数目有限的前提下,EnKPF可以在一定程度上避免滤波退化的发生,取得优于EnKF和SIR-PF的同化效果。 相似文献
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一次黄海海雾的集合预报试验 总被引：3，自引：0，他引：3
基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其杂合三维变分(Hybird-3DVAR)同化模块,对2006年3月发生的一次大范围黄海海雾进行了集合预报尝试。详细分析了其预报效果,并与决定性预报结果作了比较。研究揭示:集合预报50%概率雾区预报的公正预兆得分(Equitable threat score,ETS)优于决定性预报大约29%;集合预报中加入海温扰动非常必要,对浓雾预报改善作用明显,ETS提高至少10%;在集合预报中混用YSU与MYNN边界层方案的做法,可以降低只使用其中之一可能导致的预报误差。研究表明,借助Hybrid-3DVAR开展黄海海雾的集合预报技术上可行,集合预报将成为黄海海雾数值预报的一种有希望的途径。 相似文献
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The analysis of the structure of the cryolithozone, facies, and thicknesses of the Quaternary sediments and the results of the physicochemical mathematical modeling of the modern shelf of the western part of the Laptev Sea support the influence of the Late Pleistocene glaciations on the heat conditions and the distribution of the permafrost in the area. A ～200-m thick glacier formed under aerial conditions from atmospheric precipitation represented the metamorphosed snow cover. According to the modeling, the long-living (from 60?50 to 10?4 ky) glacier reduced the thickness of the permafrost rocks in the reviewed shelf area for 280–360 m. The Holocene marine transgression additionally decreased the thickness from 50–140 m on the inner shelf to 220–350 m on the outer shelf. The modern submarine cryolithozone 450-0 m thick is wide-spread in the studied region from the coast to the shelf boundary (isobaths of 130–140 m), where it pinches out at a distance of ～380 km from the coast at a depth of ～250 m above the sea level. 相似文献
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We analyze the components of the carbon system of the Sevastopol bay waters and the balance of main sediment-forming substances
using the data of field investigations in 1998–2008. The interannual variations of total inorganic carbon and the equilibrium
partial pressure of carbon dioxide in the bay water are noted. An increase in the flux of carbon dioxide into the bay and
in the content of organic carbon in bottom sediments is revealed, and an explanation of this phenomenon is given. The priority
accumulation of organic carbon in the sediments of the bay is established. We assess the interannual variation in the relative
abundances of organic and inorganic carbon as an index of the carbon cycle stability. 相似文献
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We generalize and analyze the state of investigations of the influence of river waters on the hydrologic structure of the
Black Sea. Specific features of the water, regime and hydrography of rivers flowing into the sea, data on the discharge of
rivers, and intrayear and interyear variability of the discharge are presented. We discuss and analyze works studying the
transformation of river waters, routes of desalinized sea waters, and their influence on the thermohaline structure and dynamic
regime of the sea.
Translated by Peter V. Malyshev and Dmitry V. Malyshev 相似文献
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双壳贝类血淋巴中儿茶酚胺的检测方法初步研究 总被引：1，自引：0，他引：1
研究的目的是探索一种检测双壳贝类血淋巴中儿茶酚胺含量的方法。以栉孔扇贝(Chlamysfarreri)和长牡蛎(Crassostreagigas)为实验对象,研究了取样、抗氧化剂、氧化铝用量以及Tris缓冲液用量等对实验结果的影响。结果表明,高效液相色谱电化学检测器法(HPLC-ECD)可以灵敏高效地对双壳贝类血淋巴中儿茶酚胺进行定性、定量检测。实验表明,取样时间最长不超过1.5min;还原性谷胱甘肽作抗氧化剂效果较好;前处理各试剂与血样量的最适配比为血样量1.5mL,Tris缓冲液(1.5mol/L,pH8.6)1mL和氧化铝25mg;水洗后离心并尽可能吸干氧化铝中的水分。去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺的回收率分别为53%~69%、47%~73%和48%~56%。 相似文献
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为研究黄河入海径流变化条件下河口附近海域盐度扩散特征,以更好地保护河口海域生物资源多样性,本文以黄河下游利津水文站的长序列实测径流数据资料为基础,利用近海水动力模型FVCOM,分析径流变化对黄河口海域盐度的影响规律。结果表明：黄河口与莱州湾之间存在顺时针的环流系统,在余流作用以及涨落潮方向的影响下,黄河冲淡水长期向莱州湾扩散;丰水期黄河冲淡水几乎影响了整个莱州湾,27盐度锋可以到达莱州湾中部,27等盐线的表层包络面积为2 665.61 km2,占莱州湾的1/4左右,枯水期低盐度水只有向南扩散的趋势,27以下的低盐度水集中分布在黄河口门附近,27等盐线的表层包络面积只有199.65 km2;5月份,随着入海径流量增加,27等盐线扩散的范围、距离、方向都会发生明显变化。在对近海生物资源有迫切保护需求的情景下,适当减少其他用水户供水量以增加入海生态径流量,可以有效改善黄河口海域附近的盐度情况,为生物资源的生长繁殖创造良好条件。 相似文献
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V. A. Ivanov S. P. Lyubartseva N. Mikhailova N. B. Shapiro 《Physical Oceanography》2001,11(6):509-524
We analyze the results of numerical calculations performed according to the three-dimensional interdisciplinary model of an
ecological system of the Black-Sea shelf zone near the estuary of the Danube. The complete system of equations of hydrothermodynamics
is solved together with transport equations of the advection-diffusion-reaction type used to describe the transformation of
a substance (nitrogen) between the components of the characteristic vectors of the ecosystem: plankton, detritus, and biogenic
elements (nitrates). We describe the distinctive features of the circumcontinental distribution of components obtained as
a result of numerical experiments and present arguments for the conclusion that the ecosystem of the Danube estuary water
area plays the role of a buffer zone between the press of the Danubian biogenic pollutions and the neighbouring areas of the
shelf zone and open sea.
Translated by Peter V. Malyshev and Dmitry V. Malyshev 相似文献
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The authors have previously determined that the effectiveness and failure pattern of the ice cover caused by flexural-gravity waves generated by a submerged body motion near the bottom ice can greatly depend on the depth of the water area. In its turn, the presence of a ledge on the ice surface may affect a wave propagation pattern. This paper presents an experimental study of the bottom contour influence on the deflection and length of flexural-gravity waves. The authors describe a numerical model for the analysis of the deformed state of ice caused by hydrodynamic loads due to a submarine motion, taking into account the bottom contour. The experiments are carried out in the ice tank. The results of calculations and experiments are compared. 相似文献
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Relationship between the path of the Kuroshio in the south of Japan and the path of the Kuroshio Extension in the east 总被引：2，自引：0，他引：2
A relationship between paths of the Kuroshio and Kuroshio Extension (KE) is investigated, using the satellite-derived altimetry
dataset of 1993–2008. When the Kuroshio takes the nearshore nonlarge meander path or typical large meander path and resultantly
goes through the deeper channel (about 2500 m) of the Izu-Ogasawara Ridge, the KE path adopts a relatively stable state with
the two quasi-stationary meanders. On the other hand, when the Kuroshio takes the offshore nonlarge meander path and then
passes over the shallower part of the Ridge (about 1000 m), the KE path tends to be convoluted, i.e., an unstable state. 相似文献
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Ten years of semistationary studies of the interaction of the ice cover and the coastal relief of the Kandalakhsa Gulf in the White Sea allowed us to reveal the peculiarities of these processes in the warm and cold years and the mechanisms of the origination of ice forms, including ice tents, which govern the character of the tidal flats. Three dynamic fast ice zones are distinguished by their geomorphological location, morphology, and ice dynamics. The dependence of the mechanisms and volumes of the enrichment of the fast ice in the sediments on the coastal zone??s relief was established. At the coast of the Kindo Peninsula (Velikaya Salma Strait), the ice mostly contains fine-sandy sediments. Coarser sediments, including boulders, are occasional and frozen into the ice at the contact of the fast ice and the bottom. At the expense of the ice??s spreading by 4?C6 times in the warm years and 2?C4 times in the cold years, several thousand tons of sediments mostly from the tidal flat??s surface (100?C700 m3 from 1 km of coast in the wide tidal flats and <50 m3 on the steep coasts) are delivered to the water area. 相似文献
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I. E. Timchenko A. A. Primalenny V. D. Yarin E. F. Vasechkina E. M. Igumnova 《Physical Oceanography》2001,11(4):367-378
We use many-year archival observations of hydrologic and hydrobiologic state of the Sea of Azov for the identification of
the structure of a model of its ecosystem. The ecosystem model, supplemented with expert estimates of bioresource consumption
(fish reserve), contamination level, and possible ecologic fines for violation of the sea natural state, is formalized by
the method of system dynamics. Hereat, the major part of influence functions is found in terms of observational data with
application of self-organization algorithms. We also present the results of simulated experiments with the model of the ecosystem,
which enable us to analyse scenarios of its behaviour under the influence of various external factors (wind, river discharge,
water exchange with the Black Sea, etc.).
Translated by Peter V. Malyshev and Dmitry V. Malyshev 相似文献