中尺度地形对柳州一次大暴雨过程影响的数值试验

利用中尺度模式WRF对2009年7月2—3日柳州大暴雨过程进行数值模拟,得到与实况相吻合结果。通过地形敏感性试验,研究了中尺度地形对这次暴雨过程的影响。结果表明:地形对这次大暴雨过程的雨带分布未起到决定性的作用,但对强降水的落区和强度有着重要影响。地形作用使西南暖湿气流所带来的水汽和热量在迎风坡堆积,融安融水一带中低层位温增加,导致其上空对流不稳定性增强,当与低层冷空气绕过山脉从西北路侵入时产生的垂直扰动叠加后,激发垂直上升运动强烈发展,从而触发了对流不稳定发展。而地形降低为"平台"后,山脉附近降水中心减弱,物理量场分析表明,由于缺乏地形的抬升作用,山脉附近垂直上升运动及正涡度强度均较有地形时减弱。     

基于要素指数法的皖江城市带土地资源承载力评价

由人均建设用地与健康人均建设用地水平构建要素指数法评价模型,并结合皖江城市带承接产业转移与国土空间格局调整的现实需求,对区域内59个县(市、区)进行了土地承载力评价,结果显示,皖江城市带有55个县市区土地承载状态为Ⅰ级(良好状态),仅芜湖市镜湖区、铜陵市铜官山区、合肥市瑶海区与马鞍山市花山区土地承载潜力较小;通过与长三角城市群、京津冀城市群的土地承载力比较,皖江城市带的土地资源优势明显。研究表明,基于要素指数法的土地资源承载力评价方法科学可行,便于实现区域间评价结果的比较。     

WRF3.1微物理参数化方案对两例暴雨的集合预报试验及可预报性分析

采用WRFV3.1.1数值模式,选取模式中的10个微物理过程参数化方案构造10个集合预报成员,分别对2008年6月9—10日江淮地区暴雨与2008年6月6—7日华南地区暴雨进行集合预报试验,并进一步讨论了这两例暴雨的可预报性差异。结果表明:各参数化方案在暴雨的模拟中所表现出来的优势是相对的,但微物理过程集合预报在两例暴雨中都取得稳定且优异的模拟效果;通过比较两例暴雨的ETS(Equitable threat score)评分距平发现,华南暴雨在各个量级上的ETS评分距平都大于江淮暴雨,且华南暴雨集合成员之间的ETS评分差别也较大;大多数集合成员的模式误差在初始12 h增长最快,其后将减慢或者降低。对各成员的均方根误差(σ)距平分析表明,华南暴雨的σ距平增长相对较快且成员之间差别较大。因此从模式误差增长的角度来说,华南暴雨的可预报性低于江淮暴雨。     

WRF中地形重力波参数化方案在一次华南暖区暴雨形成机制分析中的应用

华南地形复杂多变,局地强对流天气频繁发生又难于预报。要准确模拟华南地区的降水情况必须考虑地形的影响。以发生在云雾山东南侧一次暖区暴雨过程为例,探讨中尺度WRFV3.1版本中新增加的地形重力波拖曳（GWDO）参数化方案对山区暴雨的模拟能力,以及本次暴雨的形成机制。数值试验利用2008年6月5日00:00至2008年6月6日12：00的每6 h一次的NCEP分析资料（水平分辨率为1°×1°）积分36 h对发生在云雾山东南侧暴雨过程进行模拟,通过与实况对比分析后得出：①模式中考虑了GWDO参数化方案的敏感性试验较好地模拟了广东阳江地区强降水的中心和强度,再现了暴雨过程中大尺度环流形势及其演变状况,成功地复制了中尺度低涡的位置及移向,而未考虑此方案的控制试验没能模拟出此次暴雨,其在中心位置和降水强度方面都与实况差别较大。②GWDO参数化方案的引入有效地减少由地形引起的对流层中层纬向风的偏差,比较合理地模拟出了地形对气流的影响,从而使山区暴雨的模拟效果更接近于实况。③由试验得出,地形重力波拖曳可以使能量在中层辐散,导致垂直上升运动加强并使降水加强和降水的范围相对集中,是本次特大暴雨产生的主要原因。     

基于气候系统指数的月尺度霾日定量预测方法研究——以芜湖市为例

利用1955—2018年芜湖市国家气象观测站资料,1980—2018年国家气候中心气候系统指数资料,对芜湖市近64 a的霾日气候序列进行重建,在此基础上使用线性趋势和Mann-Kendall方法,系统分析了芜湖市霾日的气候特征。以芜湖市为例,借助多元逐步回归方法,尝试研究了一种以气候系统指数为自变量,霾日为因变量,建立霾日预测方程并对月尺度霾日进行定量预测的方法。结果表明:1)重建的霾日时间序列能够更客观的反映芜湖市霾日实际的长期变化特征。近64 a霾的气候特征:年日数显著增加,并在1980年左右出现突变;季日数在冬、秋季较多,夏季最少,四季均呈显著增多趋势,增速秋季最快,夏季最慢;月日数在1、12、11月较多,7、8月较少。中度以上霾的气候特征:年日数显著增加,表现出渐变特征;季日数冬季最多,夏季最少,除夏季外均显著增多趋势,增速冬季最快,秋、春季次之;月日数在1、12、11月较多,5、6月较少,8月则从未出现过。2)各月霾日、中度以上霾日与多项月气候系统指数表现出显著的相关性,使用这些指数,计算出各月霾日、中度以上霾日的预测方程,最后对方程效果进行检验。     

基于遥感与GIS的中国湖泊形态分析

基于2010年Landsat TM/ETM数据,结合Google Earth影像和其他资料,采用面向对象的分类方法,以30 m的分割尺度对图像进行分割,并通过比值指数、归一化差值水体指数及谱间关系等指数来提取水体信息,将水体分为河渠、湖泊及水库坑塘3类,并对分类结果进行精度验证,最终得到中国湖泊空间分布信息;以此为基础,计算出反映湖泊形态的景观指数(如形状指数、近圆形指数及分维数等),并结合湖泊的面积和湖泊岸线长度来说明湖泊的基本状况及其形状的复杂程度。结果表明:利用面向对象分类方法可以得到较高的分类精度,3种类型水体分类的总精度为93%,湖泊分类精度达到90%以上;在中国内陆,面积大于1.0 km2的自然湖泊2 477个,总面积约77 934.72 km2;在5个湖区中,青藏高原湖区的湖泊面积最大,占湖泊总面积的54.34%,其形状指数和分维数均值为最小,湖泊形态比较简单;东部平原湖区降雨充沛,水系发达,其形状指数和分维数均值最大,湖泊岸线更加曲折,形态复杂多变;通过分析得出,形状指数与分维数有明显的相关性(R2=0.95),湖泊岸线分维数值越高,其形状指数越大,岸线越复杂。     

一次冰雹天气的数值模拟及地形敏感性试验

运用WRF中尺度模式对2012年4月12日柳州市出现的一次冰雹强对流天气过程进行了高分辩率数值模拟,较好地再现了冰雹天气发生的热力和动力机制,在此基础上对柳州市北部山脉作降低和升高处理,运用WRF中尺度模式进行了地形敏感性试验,结果表明:(1)此次冰雹天气过程发生在典型的上干下湿不稳定大气层结中;(2)强对流发生需要较长的能量积累时间,但强对流爆发后能量释放迅速且时间短暂;(3)强对流发生前上升运动和正涡度较弱,且当中层有"干侵入"时会出现较弱的下沉运动,但在强对流爆发时上升运动瞬间突增,正涡度迅速增加,强上升运动和强涡度柱到达对流层上部,并出现强的垂直风切变;(4)地形改变对深厚冷空气的影响不大,地形降低使山脉南部急流强度加大,地形升高使山脉南部急流强度减弱,急流核南落,地形升高也使得动力条件明显增强,对强对流的发生更有利。     

安徽沿江一次连续性暴雨过程中急流特征分析

利用国家自动气象站和ECMWF-interim再分析资料,从高低空急流的角度对2016年7月1—4日安徽沿江地区的连续性暴雨的成因进行了探讨。研究表明,7月1—4日,高空急流出现明显的北跳、强度增强,低层西南急流强度则达到2016年最大值。伴随着高低空急流的异常变化,在安徽沿江地区上空形成了强烈的高空辐散和低空辐合,同时高低空急流耦合激发形成次级环流,使得旺盛的上升运动一直延伸至对流层上层。高低空急流耦合在1—2日比较强烈,3日起耦合强度逐渐减弱,导致小时雨强进一步减弱。另一方面,低空急流的增强也使得孟加拉湾的水汽源源不断的输送至安徽沿江地区,近地面至3 000 m高度上南风输送为沿江地区连续性暴雨提供了充沛的水汽。     

基于资源三号卫星影像的数字表面模型快速生产及精度分析

随着国产遥感卫星影像资源的日益丰富,基于国产遥感卫星影像的应用与研究也逐渐成为焦点。目前,充分利用国产卫星影像,逐步减少使用国外遥感影像,是我国现代测绘产业发展的大趋势。论文基于资源三号国产卫星影像,分别在稀少控制点、足够多控制点的条件下,研究快速生产DSM的技术流程,并对其精度进行对比分析,对基于国产高分辨率遥感卫星影像的现代测绘产品快速生产具有重要的理论意义和实践意义。     

超声法制备不同形貌氧化亚铜

以CuC l为前驱体,采用超声辐射制备出了微米立方、八面体氧化亚铜和纳米微晶氧化亚铜,通过XRD和SEM对实验产物进行了表征分析,并对超声作用机理进行了分析。分析结果表明所得产物为Cu2O纯相,Cu2O形貌为微米尺度立方、八面体和纳米尺度的纳米微晶。反应温度和CuC l的加入量决定了反应产物纯度和形貌。