局地自适应多级模式降水预报

近年来，我国对西北太平洋上的热带气旋的实时业务定位精度有了很大的提高，平均定位误差均在20－30km，美国在同一海区的定位误差也在这一精度水平上。值得注意的是，计算业务定位误差的标准是各国确定的所谓“最佳位置”，然而，该“最佳位置”并不一定能代表实况。事实上，我国和美国的“最佳位置”是有差别的，平均达54．4km，且存在明显的年际变化和地理分布特征。这意味着，我们可能过小地估计了业务定位误差。     

The mesoscale convection life cycle: Building block or prototype for large-scale tropical waves?

A cumulonimbus cloud may ascend and spawn its anvil cloud, precipitation, and downdrafts within an hour or so. This paper inquires why a similar progression of events (life cycle) is observed for tropical weather fluctuations with time scales of hours, days, and even weeks. Regressions using point data illustrate the characteristic unit of rain production: the mesoscale convective system (MCS), covering tens of kilometers and lasting several hours, with embedded convective rain cells. Meanwhile, averages over larger spatial areas indicate a self-similar progression from shallow to deep convection to stratiform anvils on many time scales.Synthetic data exercises indicate that simple superpositions of fixed-structure MCS life cycles (the Building Block hypothesis) cannot explain why longer period life cycles are similar. Rather, it appears that an MCS may be a small analogue or prototype of larger scale waves. Multiscale structure is hypothesized to occur via a Stretched Building Block conceptual model, in which the widths (durations) of zones of shallow, deep, and stratiform anvil clouds in MCSs are modulated by larger scale waves.Temperature (T) and humidity (q) data are examined and fed into an entraining plume model, in an attempt to elucidate their relative roles in these large-scale convection zone variations. T profile variations, with wavelengths shorter than troposphere depth, appear important for high-frequency ( 2–5-day period) convectively coupled waves, as density directly links convection (via buoyancy) and large-scale wave dynamics (via restoring force). Still, the associated q anomalies are several times greater than adiabatic, suggesting a strong amplification by shallow convective feedbacks. For lower frequency (intraseasonal) variability, q anomalies are considerably larger compared to T, and may be dominant.     

上海黏性土剪切带形成的数值模拟分析

各种工程事故表明：现有的土力学计算模型均未考虑应变局部化问题,故不能解释这些工程事故的发生,因此应变局部化和剪切带形成的研究成为国际土力学界研究热点之一。数值模拟是研究剪切带形成的一个重要内容。在数值模拟中首先进行剪切带形成条件的研究,接着考虑土质不均匀性的影响,引入弱单元和强单元,进行弱单元与强单元影响力的研究。     

自调节趋势分析法

自调节趋势分析法的特点是:能自动消除局部成分对计算拟合区域成分的多项式的系数的影响,并能确定多项式的阶次,因而在地学数据处理及预测中有广泛的应用。     

多尺度TIN管理及表达算法探讨

为实现大规模地形的多分辨率显示与实时绘制,基于LOD技术给出了多尺度TIN的管理和表达算法。探讨该算法相关的数据组织、LOD层次表达、实时刷新等关键问题。该算法使用分级策略,在不影响视觉效果前提下对TIN进行分级表达;使用分区策略,在可视化过程中对TIN进行局部更新。采取不同分辨率TIN模型间逐步过渡策略,基本上消除了视图变换时的跳跃感。实验结果表明,这种紧凑有效的TIN表示方法实现简单,内存开销较少,CPU耗费小,大大缩短了视图刷新切换时间,能够在普通机器上实现大规模地形的实时漫游。     

热液成矿作用的一般动力学方程

分析了热液成矿作用的基本特点和研究现状，推导出热液成矿作用动力学体系的一般方程，并着重讨论了方程中表征热液与围岩之间化学反应的速率项，除目前一般采用动力学实验实测反应速率常数外，作者根据局域平衡原理，认为成矿作用可视为体系内各点随着温度和压力的变化不断重建平衡的过程，可用温度和压力变化时成矿反应的平衡常数的变化速度表征成矿反应的动力学行为，成矿化学反应的速率还可用主要成矿物质的溶解的变化率来表征。     

极区电离层对流速度的浅层神经网络建模与分析

电离层对流是太阳风与地球磁场相互作用下驱动的磁层大尺度对流循环与对流电场在极区电离层的映射, 与行星际磁场-地球磁场耦合系统息息相关.本文基于SuperDARN(Super Dual Aurora Radar Network)分布在北半球的23部高频相干散射雷达获取到的二维电离层对流速度对其进行建模研究.模型输入为行星际磁场三分量、太阳风速度、太阳风密度和地磁指数六个空间物理参数, 模型输出为二维对流速度.模型选择两种广泛应用于空间物理建模的浅层神经网络即广义回归神经网络(General Regression Neural Network, GRNN)和误差反向传播(Back Propagation, BP)神经网络.实验结果显示, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为174.96 m·s^-1和234.21 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别达到62.30°和88.07°, 相比于对流速度最大值2000 m·s^-1和360°的方向角范围来说, 其误差是可以接受的.外推性实验结果显示, 在第24个太阳周期时, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为305.35 m·s^-1和738.15 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别为82.01°和90.56°.实验结果表明, GRNN在时间外推性上的效果优于BP神经网络, 更适用于预测对流速度.我们发现在四种典型空间环境条件下, 利用GRNN模型预测的瞬时对流速度来构建的全域对流模式与现有统计模型构建的对流模式相似, 从而验证预测的对流速度可以用于分析瞬时极区电离层对流.

     

中国北方砂栖纤毛虫的空间分布及其驱动因素

为深入了解不同地理尺度因素对驱动微型生物群落空间结构的相对影响,本研究于2020年10月调查了中国北方14个砂质潮间带的砂栖纤毛虫群落。研究结果如下：（1）检获纤毛虫105种,隶属26目65属,按丰度优势依次为帆口目、小胸目和环毛目;（2）黄海、渤海两区域的环境因子存在显著差异,但纤毛虫群落组成趋于相似;（3）偏Mental分析显示,环境条件较空间距离在纤毛虫群落组成的驱动中更为重要,其中盐度、粒度和海滩坡度是解释纤毛虫空间分布的最优环境因子组合,而潮差和溶解无机氮含量是次要影响因子;（4）沿海区域微型生物的强扩散效应在一定程度上掩盖了环境异质性影响。综上,由于沿海生态系统中微型生物受到更少扩散限制,在空间分布格局的形成上,环境条件的影响比空间距离更重要。本研究为海洋微型生物地理学提供了基础数据,有助于在全球变化背景下制定沙滩管理和保护规划。     

长江经济带主要城市群2h出行交通圈格局特征

城市群作为城镇化高级阶段区域社会经济发展和参与国际竞争的主要空间载体,良好的交通通达性是其高质量发展的必要条件。以《交通强国建设纲要》提出的城市群2h通达目标为研究视角,以长江经济带3个国家级城市群为研究对象,选取加权平均出行时间作为测度指标并引入场强和引力模型,对比分析3个城市群所有城市与中心城市两个层级2h出行交通圈格局特征。研究发现：① 3个城市群出行交通圈均表现为从中心向外围地区呈现出由低到高连续扩大的“圈层式”空间格局特征,且长三角和成渝城市群分别形成了“>”字型和“十”字型2h出行廊道,但长江中游城市群尚未形成2h出行廊道。② 城市群中心城市2h出行交通圈的空间分布受区位条件影响较大,越接近区域几何中心则2h出行交通圈覆盖范围越大,而影响腹地受中心城市综合规模的作用明显,3个城市群各中心城市2h出行交通圈和影响腹地的空间分异显著。③ 不同城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平差异显著,表现出多元的圈层叠加的经济联系格局。④ 高密度高速公路路网在提高城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平中发挥重要作用,按衔接联系模式特征可将各城市群总结为多中心网络型、多中心组团型与双中心轴辐型。