用变分法修正黑河试验数据的初步研究

为了对黑河试验观测资料进行订正,利用一个一维边界层垂直扩散模式和以拟牛顿极小化算法为基础的最优化方法建立了一个变分同化系统,其中,目标函数相对于控制变量的梯度用扰动法求取.并利用模式资料和黑河试验若干时刻的观测资料进行了一些数值试验.试验证明,将初始场变量与模式误差系数同时作为控制变量加以调整,能够有效调整初始场观测资料.并且,用变分同化方法能够较线性插值(时间、空间)方法更有效、合理的修正黑河试验观测资料场的种种缺陷.     

基于GIS与空间统计分析的可持续发展度量方法研究——以缅甸Myingyan District为例

利用空间信息系统所提供的强大空间数据处理和分析能力，并将之与统计分析软件包的统计分析功能进行有效的集成，建立了基于空间统计分析的可持续发展定量分析评价模型（ＳＢＳＡ）。从在缅甸中部Myingyan县的应用实例来看，该模型能够提示影响Myingyan县可持续发展能力的主导因子，通过对这些因子和可持续发展综合指数的定量化、空间化的分析，为政府部门规划区域综合发展方案，制定发展政策提供很好的决策支持。     

谱模式T63L9正规模初值化方案及试验

推导了全球谱模式T63L9的正规模,对求得的垂直和水平正规模做了分析,与其他文献进行了比较.在此基础上,为其资料四维同化系统研制了一套合适的绝热非线性正规模初值化方案,并进行了一系列试验.分析表明:方案的研制是成功的,它有效地消除了模式早期积分中虚假的高频振荡,明显改进了短期预报的效果;初值化不仅对随后的一次预报有明显的改进,而且通过同化循环,提高了整个资料同化和预报的质量.     

气象数值预报研究中心成立

国家气象数值预报技术创新基地——中国气象科学研究院数值预报研究中心在2001年初进行了首批研究人员和流动客座研究人员的招聘工作,4月份人员基本到岗并开始运作。共招聘了固定研究人员13人,流动客座研究人员8人。所招聘人员之中有工程院院士1人,正研究员8人,副研究员13人,其中博士6人。数值预报研究中心是中国气象科学研究院一支最年轻的研究队伍,但这是一个完全按照开放、流动、竞争、台作的新机制建立起来的新型研究开发机构。数值预报中心2001年共争取到国家支持的项目3个,其中包括国家“十五”科技攻关项目“中国气象数值预报技术创新     

岩浆同化—分异作用的研究现状

岩浆同化－分异作用是岩浆开放体系中成分变异机理的重要作用，是岩浆起源、演化和岩浆岩成岩成矿作用的理论基础。着重阐述了同化－分异作用的内在联系、作用方式、鉴别特征和主要类型，以及国内外典型实例的分析。并介绍了新近提出的“边界层同化作用”和“边界层分异作用”的机理和基本特点。     

中国东北地区岩石圈结构的地震学特征与对矿产资源的动力控制作用

利用东北地区1°×1°深至400km的三维Vp(km/s)值数据,选择互相垂直的2条有代表性的剖面,初步建立研究区构造圈、均匀层基本结构模型;利用8套沿不同经纬线的剖面Vp值分布,勾绘出研究区深至过渡层的结构模型谱;进一步综合得到研究区三维岩石圈结构模型。东北地区的B″层可能由3部分组成,即下部的低速带,中上部的中速、低速相间互层带和上部的增速带,B″层底界面是区分B″与B'″层的稳定的标志,上部的增速带速度与B'下部速度值接近,按照传统认识,那里是岩石圈底界面的位置,东北地区B″层顶界面形态可能存在不连续或剧烈变化的部位。B″层上中部的宽广的分布边界形态及其变化,可能反映软流圈对周围地球物质的同化熔蚀作用;软流圈物质上涌为固体矿产提供物源,也对油气矿产形成起加速作用。岩石圈结构是壳幔物质相互作用的动态平衡结果,它包含软流圈层对上覆地球物质的影响,并对油气、固体矿产存在一种动力控制作用。     

Study on the Variational Assimilation Technique for the Retrieval of Wind Fields from Doppler Radar Data

This paper introduces a variational assimilation technique for the retrieval of wind fields from Doppler radar data. The assimilated information included both the radial velocity (RV) and the movement of radar echo. In this assimilation technique, the key is transforming the movement of radar echo to a new radar measuring variable- "apparent velocity" (AV). Thus, the information of wind is added, and the indeterminacy of recovering two-dimensional wind only by AV was overcome effectively by combining RV with AV. By means of CMA GRAPES-3Dvar and CINRAD data, some experiments were performed. The results show that the method of retrieval of wind fields is useful in obtaining the construction of the weather system.     

多普勒天气雷达资料对中尺度模式短时预报的影响

利用中尺度模式ARPS(The Advanced Regional Prediction System)及其资料分析系统ADAS(ARPS Data Analysis System),将国内新一代多普勒雷达(CINRAD)反射率及径向风资料直接用于中尺度数值模拟,通过一次华北地区暴雨过程的模拟对比试验,分析了雷达资料对初始场的改进效果及其对模拟结果的影响,结果表明:(1)利用雷达径向风资料对初始风场进行调整后,自近地面到对流层顶的u,v,w都发生了变化,调整后的初始风场在对流层中层变化最大.(2)利用雷达反射率进行微物理调整和云分析能调整初始场中的云水信息,使得雷达回波附近3 km以下的水汽混合比(qv)增加,4 km以下的雨水混合比(qr)增加,对流层(约10 km以下)的云水混合比(qc)增加,4～9 km的对流层上部云冰混合比(qi)和雪混合比(qs)增加.ADAS通过非绝热初始化调整温度场,从而得到了一个动力和热力上平衡的初始场.(3)模拟的1 h雨量与实况的对比表明,同时利用雷达反射率和径向风改进过的初始场能明显增强3 h内的降水强度和落区预报,改善中尺度数值模式短时定量降水预报.模拟的1 h流场对比分析表明,经雷达径向风调整后,能够在初始场中增加气旋性涡旋等中小尺度风信息,明显减少模式的spin-up时间.(4)通过对雷达径向风和反射率对模式初始场和模拟结果影响的对比分析发现,雷达径向风主要是改进初始风场,而雷达反射率主要是改进初始场中的湿度参数,增加初始场中云水等的含量,调整温度场.通过模拟的6 h降水对比发现,利用雷达径向风调整初始场后,对降水模拟有一定的改进,但效果不甚明显,而雷达反射率资料对定量降水预报改进效果明显,同时使用雷达径向风和反射率资料改进初始场后对降水的模拟效果最明显.     

嵌套网格空气质量预报模式系统的发展与应用

主要综述中国科学院大气物理研究所自主开发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS,Nested Air Quality Prediction Modeling System)的历史发展与应用情况.模式发展伊始为欧拉污染物输送实用模型,利用其研究东亚硫氧化物的跨国输送问题,得出中国对于周边国家的输送量不大的结论; 在系统中嵌入适合东亚的起沙机制模块,用来模拟沙尘发生、输送及沉降等过程,估算亚洲大陆沙尘气溶胶对海洋地区的输送与沉降通量,为研究海洋生物地球化学循环提供基础数据; 利用该系统研究沙尘及其土壤粒子对酸雨的中和作用,发现沙尘输送对东亚酸雨的分布影响很大; 发展城市尺度高分辨率气象和空气质量预报技术,使模式水平分辨率达到500 m,并应用于台北高浓度臭氧和PM10的模拟; 研究和集成区域及城市尺度大气污染预报理论和模拟技术,研制成目前的嵌套网格空气质量预报模式系统,以探讨不同尺度各种污染(如沙尘暴、城市光化学烟雾、酸雨、高浓度悬浮颗粒物等)的变化规律.在模式系统中初步建立资料同化模块,开展大气化学成分及沙尘输送模拟的资料同化研究.系统已经在北京、上海、深圳、郑州等城市环境监测中心实施空气质量的实时预报.未来,系统将集成到全球环境大气输送模式(GEATM),以实现从城市群到全球具有双向耦合功能的模式系统.