DCM模拟中基于OPSA方法的参数敏感性分析          下载免费PDF全文

高永丽  王际朝  孙国栋  张坤  姜向阳  王宁 《海洋科学》2023,47(5):139-148

深层叶绿素最大值(deep chlorophyll maximum,DCM)现象是海洋与湖泊中普遍存在的生态现象。对其进行数值模拟时,参数不确定性是导致模拟结果出现误差的重要原因。基于一个经典海洋生态模式(nutrients-phytoplankton model,NP),本文通过最优参数敏感性分析(optimization parameter sensitivity analysis,OPSA)方法探讨了模式参数不确定性对DCM模拟的影响。研究表明,背景场浑浊度、垂向湍流扩散系数、浮游植物营养盐含量和硝酸盐再循环系数为模式中的敏感参数,它们的扰动将导致DCM模拟发生显著改变。进一步,设计观测系统模拟试验评估了消除敏感参数误差DCM模拟的改进程度。结果显示,去除4个敏感参数误差DCM模拟平均改进了56.83%,约是去除不敏感参数误差平均改进程度(4.51%)的13倍。而且,去除敏感参数误差模拟改进的稳定性更好,变异系数仅为9.44%,去除不敏感参数误差模拟改进的变异系数达到了14.76%,稳定性较差。据此,可优先发展与敏感参数直接相关的动力过程参数化方案,或在有限的观测资源下优先对敏感参数展开目标观测,进而为提高DCM模拟与预测提供科学指导。  相似文献   

基于自动机器学习的机场温度预报方法研究          下载免费PDF全文

朱国栋  朱蕾  王楠  孙少明  梁艳 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2021,15(6):113-119

利用2015年1月-2021年3月ECMWF细网格数值预报产品构建训练样本，使用自动机器学习方法构建乌鲁木齐机场温度预测模型。结果表明：（1）ECMWF模式直接输出的乌鲁木齐机场温度平均绝对误差为1.7 ℃，基于自动机器学习方法的Auto-sklearn模型和Auto-Keras模型能够改善模式直接输出的误差，使平均绝对误差降低至1.4 ℃。（2）分析逐月模型预测准确率发现，Auto-sklearn模型的预报准确率（≤2 ℃）在4-10月稳定在85%以上，效果优于其余模型。（3）对于冬季低温天气，Auto-Keras模型预报准确率优于其余模型的效果，平均绝对误差为1.37～1.91 ℃；而对于温度≥0 ℃的情况，Auto-sklearn模型预测效果更好，平均绝对误差为0.93～1.22 ℃ 。  相似文献   

基于靶场CORS的试验区北斗数据质量分析     

冯江海  于国栋  王春阳  张黛  冯吉花  安娜 《全球定位系统》2023,(5):92-102

自2011年国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)启动多GNSS实验项目(Multi-GNSS Experiment,MGEX)以来，多GNSS兼容和互操作成为研究热点，我国率先发起国际GNSS监测评估系统(International GNSS Monitoring and Assessment System, iGMAS)旨在对GNSS的运行状况和性能指标进行监测评估.鉴于此，本文从用户使用端出发，通过对连续运行参考站(continuously operating reference station, CORS)的数据完整率、周跳比、伪距多路径、载噪比(carrier to noise ratio,CNR)和伪距测量精度进行量化分析，探讨了基于靶场CORS系统进行试验区北斗数据质量监测与评估的方法，为高精度武器试验鉴定提供科学、可量化的卫星环境精度指标.  相似文献   

西藏地区羊八井地热水中胶体粒子分析与表征     

刘高令  姜贞贞  刘高博  邬国栋  苏思强  周会东  卓玛曲西  胡亚燕  李明礼 《岩矿测试》2023,(6):1156-1164

地热水的水化学特征包含其形成过程中地质、构造、断裂、蚀变以及环境变化等多种信息。西藏地区地热资源丰富，部分地热水中含有胶体粒子，开展胶体粒子的形貌、成分、结构等物理化学信息研究，对于了解地热流体的物质来源与胶体粒子关系具有重要意义。胶体粒子的生成与沉淀过程影响着地热水的浊度、电导率、部分阳离子的含量。本文对羊八井地热水中胶体粒子进行一系列分析，采用激光粒度仪测定地热水中胶体粒子的粒径，透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)表征胶体粒子的形貌，红外光谱(FTIR)测定胶体粒子的特征谱峰，能谱仪(EDS)分析胶体粒子的主要成分，电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定地热水中二氧化硅(SiO₂)含量。结果表明：地热水中高含量的SiO₂除了以偏硅酸形式存在，还以胶体粒子的形式存在。胶体粒子的平均粒径为80.83nm，该胶体粒子与铯硅华的形成及轻稀土元素的富集有关。此外，该胶体粒子可以用ICP-OES法分析，但不与钼酸铵显色，从而导致采用紫外可见分光光度法(UVVis)和ICP-OES测定该类型水体中偏硅酸(H₂SiO  相似文献   

预估全球升温1.5℃与2.0℃下淮河流域极端降雨的变化特征     

卞国栋  张建云  王国庆  宋明明 《水科学进展》2023,(6):827-838

淮河流域暴雨洪水灾害严重，科学预估未来全球升温1.5℃和2.0℃下淮河流域极端降雨的变化特征对流域防洪减灾及应对气候变化具有重要意义。基于最新的第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中22个全球气候模式数据，利用改进的可靠性集合方案与概率比法，采用6个极端降雨指标预估了全球升温1.5℃和2.0℃下淮河流域未来极端降雨的时空变化与风险变化特征。结果表明：改进可靠性集合方案对淮河流域极端降雨的模拟性能要优于单一气候模式与算术平均集合方案；全球升温达到1.5℃与2.0℃阈值的平均时间段分别约为2017—2046年和2026—2055年；全球升温2.0℃下极端降雨指标增幅约为升温1.5℃下的1.4～2.6倍，其中流域北部地区为极端降雨增幅大值区；2种升温条件下极端降雨发生风险呈增加趋势，且额外增暖0.5℃将导致淮河流域极端降雨风险更高，如100 a重现期的极端降雨在升温1.5℃和2.0℃下将分别变为32年一遇和22年一遇，未来淮河流域极端降雨将会更加频繁。  相似文献   

昆山城市热岛效应特征及其关键影响因子研究北大核心          下载免费PDF全文

季群  包云轩  汪婷  吴俊梅  陈粲 《气象科学》2023,43(2):155-166

昆山地处长三角超大城市群中,在热岛效应上受到了上海、苏州等大、中城市的显著影响。利用2014—2017年昆山气象站网逐小时观测资料分析昆山城市热岛强度时空分布特征的基础上,结合归一化建筑指数(Normalized Difference Built-up Index,NDBI),揭示了城市功能分区和城市扩张对该市热岛强度的影响,并通过一套用于城市气候研究的系统的场地分类方法—局地气候分区体系(Local Climate Zones,LCZ),探讨了不同城市用地的热岛强度特征。研究发现:昆山市热岛强度总体呈现夜间强、白天弱的特征。季节变化上表现为秋季最强,冬季次之,春季和夏季较弱;昆山市城市热岛强度处于逐年增长的过程,各镇中平均年际热岛强度增长率最高可达0.19℃·a^(-1)。高热岛强度范围由东南向西北延伸,湖陆风效应对昼夜热岛强度的分布及其变化有一定的影响,由于水体的作用,昆山市NDBI与夜间热岛强度的相关性较差,而与白天的热岛强度呈高度正相关。各镇不同的功能分区对热岛效应有显著影响,且当各镇的平均NDBI每增加0.1时,白天平均热岛强度会增加0.16℃;不同LCZ类型的热岛强度具有显著的差异,且地块城市化程度越高,热岛效应越强。密集低层建筑区(LCZ 3)和工业厂房(LCZ 10)的热岛强度与人类活动密切相关;开阔低层建筑区(LCZ 6)与茂密树木区(LCZ A)热岛强度表现出相似的变化特征;森林绿地(LCZ A、LCZ B)对热岛效应有缓解作用;水体(LCZ G)在白天有一定的降温效果,在夜间则会加剧热岛效应。  相似文献