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基于历史预报的四维变分同化方法在降维的样本空间最小化代价函数,避免切线性伴随模式,是一种比较经济的算法。但是因为选取的集合样本不可能无限多,实际样本数远远小于观测资料数以及模式变量的自由度,会导致观测站点和模式格点间产生虚假的相关。介绍了在历史预报4DVar中引入的局地化滤波技术,并通过3组试验,比较了局地化前后的结果。试验结果表明:引入局地化技术后,其能有效滤去初始场中的虚假相关关系,同时由于Schur算子的作用,滤波后的分析场是光滑连续的。而且实际个例研究结果表明,局地化后能改进6 h和12 h累积降水的均方根误差,进一步提高预报效果。
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降维投影四维变分同化(DRP-4DVar)方法的背景误差协方差是由基于历史预报的扰动样本统计得到的,为了改进降维投影四维变分同化系统中背景误差协方差的流依赖特性,提出了对初始扰动样本进行预分析的新思路,即在对背景场分析之前,利用降维投影四维变分同化系统本身对每个样本进行预先分析,使得统计出的背景误差协方差随实际的天气形势而变化,从而实现其在真正意义上的流依赖,且在循环同化时能够避免滤波发散现象的出现。试验结果表明,对样本进行预先分析能够通过改善同化系统中背景误差协方差的空间结构和流依赖特性,来进一步改进降维投影四维变分同化方法的性能,为数值模式提供更精确的初始场,从而提高了基本模式变量的预报精度,并改善了对强降水的模拟能力。相比较而言,对所有初始扰动样本都进行了预分析的同化试验能够得到最优的分析和预报。 相似文献
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碳点(CD)具有粒径小、抗光漂白性好、荧光稳定性高、发射光谱可调、表面易功能化、毒性低及生物相容性好等优点,已在催化、生物成像、药物传递、荧光检测、光电子器件等方面得到了广泛的应用。近年来,利用不同原料制备高性能荧光CD的合成方法备受关注。此外,通过CD直接与目标分析物相互作用,特异性配体修饰后的CD与目标分析物相互作用、CD与其他物质形成复合物后与目标分析物相互作用构建荧光探针,并将其用于微量金属离子的检测得到了迅速发展和广泛应用。本文阐述了CD的光学性质和合成原料,对其常用的自上而下法和自下而上法两类合成方法的过程及特点进行了总结。在此基础上,详细评述了基于CD与目标分析物的三种相互作用方式所构建的荧光探针在测定Fe^3+、Zn^2+、Cu^2+等具有生化作用的离子和Hg^2+、As^3+、Pb^2+、Cr^6+、Cd^2+等重金属离子的应用进展。本文指出,深入研究检测机理,发展新型检测模式,针对特定金属离子和样品组成设计构建荧光探针,建立可用于复杂样品的分析方法是开展构建新型CD荧光探针所面临的挑战和发展方向。 相似文献
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梯级筑坝对黑河水质时空分布特征的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
为探究梯级大坝建设对河流水质变化规律的影响,将黑河上中游划分为坝上河段、坝下河段及自然河段,于2017年12月-2018年8月选取了24个主要控制断面进行水质调查,并采用多元统计的方法对比分析了不同时空尺度上的水质分布特征.结果表明:黑河上中游水质时空变化的主要影响因子为水温(WT)、pH值、溶解氧(DO)、电导率(EC)、总氮(TN)、总磷(TP)和五日生化需氧量(BOD_5).空间尺度上,WT、EC、BOD_5、高锰酸盐指数(CODMn)、TN等指标具有显著性差异,其中坝上河段受BOD_5、CODMn影响较大,自然河段WT、EC和TN为关键指标,而各个因子对坝下河段水质影响较小.时间尺度上,WT、EC、BOD_5、氨氮与季节变化存在明显相关性,是不同河段水质时间变化的控制因子,且大多数水质因子在非汛期变化最明显.降水、温度、水文条件等季节性影响因素和梯级水库联合运用模式是该区域水质时间差异的主要原因;空间差异主要受祁连、张掖地区外源性污染物排放以及筑坝环境下水动力条件改变而产生的沉积滞留效应和沿程累积效应影响.研究表明,外源性污染源依然是导致水质变差的主要因素,梯级筑坝则是导致水质变差的间接因素.因此控制该区域人类活动所造成的外源性污染源,并针对不同种类污染物的季节变化特征实施合理的水库运行方式是改善水电梯级开发河段水质状况的关键. 相似文献
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2018年8月对黑河上中游底栖动物群落结构及生物多样性进行了调查研究。结果表明:共采集到底栖动物43种,其中节肢动物34种,软体动物7种,环节动物为2种;优势种为大蚊(Tipulidae sp.)、豆娘幼虫(Damselfly sp.)、水蜘蛛(Argyroneta sp.)、耳萝卜螺(Radix auricularia)、琥珀螺(Suecinea sp.)、白旋螺(Gyraulus albus)。底栖动物的平均密度和生物量分别为76.94 ind·m-2和3.74 g·m-2;底栖动物的现存量有着明显的空间差异性,整体上干流(1 032 ind·m-2、60.0963 g·m-2)大于支流(276 ind·m-2、3.5233 g·m-2)。由Sorensen相似性指数分析得出在不同生境下底栖动物的群落组成存在差异,干流底栖动物(36种)明显比支流(15种)丰富。聚类分析显示,物种相对丰富的牛板筋、小孤山、龙渠、湿地公园、张掖黑河大桥、高崖、罗成、正义峡采样点聚为一类,其余各点聚为一类。根据Carlander生物量指数得出黑河上中游水质整体处于中营养状态,其中上游支流呈现贫营养水平,干流为中营养水平。 相似文献
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干涉式大气垂直探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,简称GIIRS)是国际上第一部对地静止卫星平台上的高光谱红外大气垂直探测仪,能为对流尺度区域模式预报提供所需的高时空和高光谱分辨率的大气状态信息。本文利用高分辨率区域模式WRF及其同化系统WRFDA对GIIRS观测的偏差(观测亮温减去模拟亮温,记为O?B)分布特征进行了全景分析,结果表明:长波通道O?B偏差和标准差普遍小于中波通道,且都存在一段受污染的通道。O?B偏差的日变化和偏差与卫星天顶角的关系相对较弱,而所有筛选通道的偏差都与亮温值及卫星的扫描阵列位置有关,偏差的水平分布主要表现出“阵列偏差”的特征。2020年重新定标后,GIIRS观测数据质量比2019年有明显提高。在此基础上进一步进行了偏差订正试验,试验发现选取扫描阵列作为偏差订正的主要因子,都能有效地改进2019年和2020年筛选出的GIIRS通道的偏差,订正后O?B和O?A的系统性误差(偏差)都变小。该研究结果可为全球/区域模式中同化GIIRS长波及中波通道的辐射资料提供参考。 相似文献