GRAPES Hybrid-3DVar对台风苏迪罗的数值试验     

庄照荣  李兴良  陈静  孙健 《大气科学》2020,44(5):1076-1092

为了把反映天气形势变化的背景误差协方差引入到变分分析系统中来提高分析质量,本文在GRAPES区域三维变分框架的基础上通过扩展控制变量方法实现动态与静态背景误差协方差耦合,建立混合三维变分分析系统（GRAPES Hybrid-3DVar）。通过控制变量扰动产生的集合样本进行单点观测分析试验验证Hybrid-3DVar及其局地化方案的合理性,并针对台风苏迪罗进行实际观测资料同化和数值预报试验,结果表明:用集合样本描述的背景误差协方差是随着天气流型变化的,动力场和质量场的离散度在台风中心处最大,因而混合同化的分析增量包含更多细微结构和中小尺度信息;其分析和24 h内预报要素质量优于3DVar,24 h内降水强度和落区预报也更准确,混合同化分析改善了3DVar分析的降水空报问题;同时混合同化分析的24 h内台风路径预报也最接近实况,台风强度预报在48 h之内都比3DVar更接近观测。  相似文献   

基于多源数据的城市热岛效应研究——以石家庄地区为例   总被引：3，自引：1，他引：2  

杨鹏  陈静  侯晓玮  高祺  赵强 《气象》2013,39(10):1304-1313

以石家庄地区为研究对象,选取地面气象观测站数据、区域自动站数据、MODIS 1B以及Landsat7 ETM+卫星遥感影像数据作为主要数据源,从气温和地表温度两个角度考虑,分析城市化进程对城市热岛效应的影响,城市热岛的时间变化规律以及空间分布规律等。研究结果表明：(1)石家庄城市热岛强度随时间逐年增加且呈继续上升趋势,与城市化进程呈同步变化趋势;(2)采用同一时次气温和地表温度资料分别研究石家庄城市热岛空间分布特征,发现夏、秋季白天和四季晚上石家庄城市热岛效应明显,春、冬季白天有时出现“冷岛”效应;(3)与白天相比,在晚上气温和地表温度两者的相关性较好,其相关系数可达0.80;(4)选用Landsat7 ETM+高分辨率卫星遥感影像数据研究不同土地覆盖类型对城市热岛的影响,发现地表温度随着植被指数NDVI的增大而减小,两者之间呈现很好的负相关性,R2=0.72。  相似文献   

NCAR_CLM系列模式对全球近50 a陆面状况的模拟及其比较分析     

朱司光  陈海山  周晶 《南京气象学院学报》2013,36(4)

基于普林斯顿大学1948-2006年3h一次、1 °×1 °空间分辨率的全球陆面驱动数据,利用NCAR系列陆面模式CLM3.0、CLM3.5、CLM4.0,分别对全球近50 a的陆面状况进行了offline模拟试验.在此基础上,对比分析了不同版本模式对全球土壤温度、土壤湿度、地表感热、潜热和地表径流气候态的模拟结果,揭示了不同版本模式对全球陆面变量模拟的差异及主要特征.结果表明:1)CLM系列模式模拟的土壤温度、湿度在全球范围内存在一定差异.与CLM4.0相比,CLM3.0和CLM3.5模拟的1月、7月的浅层和深层土壤温度在北半球中高纬度存在明显的暖偏差.CLM3.0模拟的土壤湿度在北半球高纬地区均存在不同程度的偏湿,而在热带及中纬度地区则以偏干为主,尤其是对热带地区深层土壤湿度的模拟存在严重偏干的现象;相比之下,CLM3.5模拟的浅层土壤湿度仅在北半球高纬地区存在偏湿的现象;二者对深层土壤湿度的模拟差异较小.2)CLM系列模式模拟的地表能量通量和地表水文变量也存在较明显的差异.模式对潜热通量和感热通量的明显差异主要出现在热带地区,与CLM4.0相比,CLM3.0模拟的潜热(感热)通量总体偏小(大),而CLM3.5模拟的潜热(感热)通量以偏大(小)为主.CLM3.0模拟的地表径流在热带地区明显偏大,CLM3.5在一定程度上改善了上述区域径流偏大的问题,但过分低估了上述地区的地表径流.3)模式模拟结果的差异具有明显的季节变化和区域性特点.总体而言,CLM3.0对不同地区的土壤湿度和冠层蒸散的季节变化模拟都存在较大偏差,其模拟的土壤湿度明显偏低,而对冠层蒸腾作用在冠层蒸散过程中所做的贡献估计不足;CLM3.5和CLM4.0对上述结果有了较明显的改进.对于其他陆面因子的季节变化而言,CLM3.0的模拟能力也存在一定程度的不足,而CLM3.5和CLM4.0的模拟结果则更为合理.  相似文献   

基于遥感的土壤电阻率估算研究     

李博伦  沈润平  严婧  刘磊  黄晓龙 《南京气象学院学报》2013,5(5):432-438

以我国长江中下游的南京及其周边15个市(县)为例,采用野外测定、室内分析与遥感反演相结合的方法,开展了土壤电阻率估算研究.选用影响土壤电阻率的土壤水分、土壤温度、土壤可溶盐总量与土壤阳离子交换量等4个主要因子,遥感反演土壤水分和温度空间分布,以获取估算土壤电阻率所需要的主要参数;采用偏最小二乘二次多项式(PLSQM)模型对不同地表覆盖类型下的土壤电阻率进行估算,PLSQM估算模型的估算值与实测值的相关系数达到0.85,平均相对误差(MRE)为19.02%,均方根误差(RMSE)为7.79.结果表明,草地、农田、林地3种不同地表覆盖类型下土壤电阻率有明显差异,PLSQM模型实现了较高估算精度,具有较好的应用潜力.  相似文献   

高性能计算系统性能评测方法及其应用          下载免费PDF全文

魏敏  孙婧  沈瑜  肖华东  李娟 《应用气象学报》2013,24(6):753-760

为满足国家级气象数值模式业务系统对高性能计算资源不断增长的需求,提供规模更大、性能更优的高性能计算支撑平台,在高性能计算系统引进工作中开展了基于气象数值模式应用的高性能计算系统性能评测技术研究。该文将行业标准与实际业务应用相结合,设计了高性能计算系统性能评测方案,建立了中国气象局气象行业高性能计算系统性能评测模型。共选取10个测试程序,分别对单节点性能、网络性能和加速比等8个指标进行了测试和量化评分,并对主要测试结果中具有代表性的气象要素场进行了物理意义合理性检查。评测结果表明:评测方案设计合理,评测模型研究取得较好效果,保障了高性能计算系统引进工作顺利完成。  相似文献   

基于层次分析法与频率比模型的采空塌陷危险性评价     

张静 《地质与勘探》2024,60(1):88-94

采空塌陷危险性评价是编制地质灾害防治规划、开展地质灾害防治与监测预警工作的重要依据。本文采用层次分析法与频率比模型相结合构建了采空塌陷危险性评价模型（AHP-PF组合模型）。以沈阳市蒲河-清水矿区为例,考虑了地质条件、地表特征、开采条件等3方面影响因素,选取了第四纪覆盖类型、第四纪松散层厚度、地质构造复杂程度、可采煤层顶板强度指标、煤层倾角、地表沉陷速率、采深采厚比、采空区叠置层数等8个评价指标,利用AHP-PF组合模型计算各指标权重及频率比,最后进行采空塌陷危险性分区。评价结果表明,采空塌陷危险性高区主要集中在采深采厚比小、沉陷速率大及目前仍在开采的区域,该区域是地质灾害防治、搬迁避让的重点区域。  相似文献   

黄土高原复杂地形受中尺度运动影响的稳定边界层湍流特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

梁捷宁  张镭  鲍婧  赵世强  黄建平  张武 《大气科学》2013,37(1):113-123

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University,简称SACOL)2008年12月观测资料,研究了稳定边界层湍流特征.使用涡动相关资料研究湍流通量时,定义湍流的平均时间τ内的中尺度运动是造成湍流统计量变化范围大的主要原因,稳定情形? τ取几十秒至几分钟.对梯度理查森数大于0.3的强稳定情形的湍流尺度分解(MRD)谱分析表明,感热通量在112.4～449.9 s存在谱隙,尺度大于谱隙的中尺度运动造成了通量观测资料离散性大,甚至有支配性影响.动量通量的谱隙在112.4～224.9 s之间.弱风时,中尺度运动的影响更大,垂直风速标准差以0.1的比率随中尺度风速变化;垂直风速标准差同广义风速表现出很好的相关性,并随着广义风速消失而消失.三维风速标准差与摩擦速度呈很好的线性关系,垂直、水平、横风风速的无量纲标准差分别为1.35、2.54、2.21.对湍流动能的研究发现,在梯度理查森数大于0.3的条件下,仍然存在连续的湍流.以湍动能为依据,分析了湍流的平稳时间长度,其长度随稳定度变化而变化,2008年12月7～11日从133.5 s变化到856.2 s,湍流平稳时间长度反映了中尺度运动的发生频率.  相似文献   

“9.16”广东旱区罗定特大暴雨灾害天气成因分析     

胡端英  梁域  余家材  黄忠  蔡晶  黄迪龙 《广东气象》2013,35(3):6-11,19

用常规天气观测资料、ncep再分析资料、卫星云图、天气雷达等资料对2009年9月16日出现在广东最少雨区之一的罗定市的强降水特大暴雨过程进行分析,结果表明:"巨爵"减弱后的低压系统移动缓慢,其与西伸的"方头"副高之间气压梯度增大,偏南急流在粤西加强和维持是形成"9.16"暴雨的最主要天气系统;边界层内持续的水汽输送和强辐合上升运动是特大暴雨产生的最主要原因;地面弱冷空气的渗透也为暴雨的产生提供了有利的条件;罗定特殊的地形对此次暴雨的形成也十分有利。卫星云图上罗定上空云系稳定少动和雷达回波上南北向的对流云带中的列车效应是这次强降水过程的显著特点。  相似文献   

Assimilating QuikSCAT Ocean Surface Winds with the Weather Research and Forecasting Model for Surface Wind-Field Simulation over the Chukchi/Beaufort Seas     

Xingang Fan  Jeremy R. Krieger  Jing Zhang  Xiangdong Zhang 《Boundary-Layer Meteorology》2013,148(1):207-226

To achieve a high-quality simulation of the surface wind field in the Chukchi/Beaufort Sea region, quick scatterometer (QuikSCAT) ocean surface winds were assimilated into the mesoscale Weather Research and Forecasting model by using its three-dimensional variational data assimilation system. The SeaWinds instrument on board the polar-orbiting QuikSCAT satellite is a specialized radar that measures ice-free ocean surface wind speed and direction at a horizontal resolution of 12.5 km. A total of eight assimilation case studies over two five-day periods, 1–5 October 2002 and 20–24 September 2004, were performed. The simulation results with and without the assimilation of QuikSCAT winds were then compared with QuikSCAT data available during the subsequent free-forecast period, coastal station observations, and North American Regional Reanalysis data. It was found that QuikSCAT winds are a potentially valuable resource for improving the simulation of ocean near-surface winds in the Chukchi/Beaufort Seas region. Specifically, the assimilation of QuikSCAT winds improved, (1) offshore surface winds as compared to unassimilated QuikSCAT winds, (2) sea-level pressure, planetary boundary-layer height, as well as surface heat fluxes, and (3) low-level wind fields and geopotential height. Verification against QuikSCAT data also demonstrated the temporal consistency and good quality of QuikSCAT observations.  相似文献   

Intensified Eastward and Northward Propagation of Tropical Intraseasonal Oscillation over the Equatorial Indian Ocean in a Global Warming Scenario     

YANG Jing  BAO Qing  WANG Xiaocong 《大气科学进展》2013,30(1):167-174

Northward propagation in summer and eastward propagation in winter are two distinguished features of tropical intraseasonal oscillation(TISO) over the equatorial Indian Ocean.According to numerical modeling results,under a global warming scenario,both propagations were intensified.The enhanced northward propagation in summer can be attributed to the enhanced atmosphere-ocean interaction and the strengthened mean southerly wind;and the intensified eastward propagation in winter is associated with the enhanced convection-wind coupling process and the strengthened equatorial Kevin wave.Future changes of TISO propagations need to be explored in more climate models.  相似文献