我国城市PM2.5数值预报简述

对当前国内PM2.5数值预报模式及应用作了简单的评述和介绍,重点介绍了北京、上海、南京空气质量数值模拟预报系统.在此基础上探讨了我国城市PM2.5大气污染预报模式的发展方向及存在问题,结合我国目前面临的PM25污染问题,揭示了数值模式对空气质量预报的意义.     

沈阳市区2种空气质量数值模式预报结果的对比分析

建立了一个简单空气质量数值模式预报系统(SAQMS)。该系统是由中尺度数值预报模式(MM5)、Pielke中-β尺度气象模式和Eu-ler大气平流-扩散模式以及Erisman干沉降模式所组成。分别利用该系统和中科院大气物理研究所提供的高分辨率化学模式预报系统(HRCM)对沈阳地区的SO2浓度值进行了预报试验,结果表明,这2个模式的预测值都非常接近实测值,初步说明该模式系统可用于沈阳市的空气质量预报业务。     

SO2浓度分布数值模式预报系统研究

建立了一个用于模拟SO2浓度分布的简单空气质量数值模式预报系统(SAQMS)。该系统是由中尺度数值预报模式(MM5)P、ielke中β尺度气象模式和Euler大气平流-扩散模式以及Erisman干沉降模式所组成。利用该系统对沈阳地区SO2浓度分布的数值模拟表明,模式能够很好地模拟SO2的分布范围与强度,可用于沈阳市的空气质量预报业务。     

大气成分观测资料在CAPPS3模式中的应用分析

将2011年1~8月乌鲁木齐大气成分观测资料应用于多尺度箱格城市空气污染数值预报系统(CAPPS3)对空气质量预报结果的检验分析。结果表明:预报值与监测值的线性相关系较好,其中平均准确率NO2、SO2和PM10分别为90%、79%和49%,夏季的预报准确率优于冬季,经过实际运行试验和预报能力的统计分析,大气成分观测资料应用于CAPPS3模式开展空气质量预报业务是可行的。     

基于CMAQ的空气质量模拟预报系统构建

介绍了一种由Gambas语言开发的界面化CMAQ空气质量模拟预报系统。该系统适用于使用Linux操作系统的计算机,整合气象模式(MM5和WRF)、污染排放模式(SMOKE)和空气质量模式(CMAQ),支持GRIB1和GRIB2格式的气象数据,通过图形化参数设置和自动化模块调用实现空气质量自动模拟或预报。测试表明,该系统可以进行多种尺度的空气质量模拟和预报,操作简单,有助于空气质量数值模拟技术的推广。     

陕西省咸阳城区空气质量预报系统的构成及预报效果分析

对陕西省咸阳市10年来所应用的空气质量预报系统作简单介绍,对预报效果作分析,揭示了空气质量与气象要素密切相关.     

数值预报模式在大雾与大风预报分析中的应用

雾和大风在淮安区出现的频率较高,危害较大,是气象台日常预报业务的一项重要内容。在查阅分析大量数值预报分析资料的基础上,总结出了数值预报模式在大雾、大风分析预报中的应用规律。     

大气环境多尺度数值模式系统及其应用

介绍了5种大气环境多尺度数值模式系统,包括全球环境大气输送模式、嵌套网格空气质量预报模式系统、区域空气质量模式、多尺度空气质量模式系统、公共多尺度空气质量模式。并对这些模式在研究光化学污染、气溶胶、酸沉降3种大气环境污染问题中的应用进行了总结。     

气象资料在空气质量预报中的应用

介绍了气象资料的应用意义和空气质量预报中存在的问题,阐述了气象资料在空气质量预报中的应用情况。     

2011年梅雨特征及数值模式预报的检验和应用分析

从东亚季风环流系统主要成员的相互配置入手,对2011年长江中下游地区出现梅雨洪涝的环流特征进行分析,并通过分析冷暖空气的相互作用和水汽输送的变化,对2011年梅雨洪涝的成因作进一步研究;最后,从业务预报的需要出发,对EC、T639和JMA等中期数值模式预报进行检验和应用分析。结果表明,2011年梅雨带在长江以南地区直接建立,不同于常年由华南季风雨带向北推进而发生;梅雨期间欧亚中高纬度无阻塞高压,维持两槽一脊形势,冷空气主要由较常年偏强的东北冷涡和咸海冷涡引导南下;在高、低空及东-西、南-北向季风环流系统的恰当配置和冷暖空气的相互对峙下,500 hPa西风低槽和低层西南低涡数次东移至长江中下游地区并发展,低层西南风急流和偏东风急流爆发,造成大范围的强烈上升运动和水汽、能量的强烈辐合,致使该地区连续出现暴雨过程,灾害严重。对中期数值模式预报进行检验和应用分析,发现EC模式较其他模式有一定优势,对同一时刻的降雨量预报应用不同起报时间的多个预报平均优于单一起报时间的预报。     

基于马尔可夫模型的南京市年降水量预测试验

鉴于降水过程存在大量不确定性的特点,中长期降水预报一直是气象科学领域的一个难题。主要采用平滑处理消除异常值,对年降水量进行分级,建立滑动平均马尔可夫链预测模型。通过建立的预测模型,对南京市2009、2010年年降水量进行了试预测。结果表明,2009年预测值与实测值相对误差为2．17％,2010年预测值与实测值相对误差为3．09％,预测精度较高。同时,为弥补滑动平均马尔可夫链模型对极端年份无法预测准确的缺陷,利用灰色灾变系统,对南京市极端降水年份进行预测。两者结合能更好地完成南京市年降水量的预测工作。     

基于实时数据驱动的益阳市气象灾害监测预报预警系统

介绍了益阳市气象灾害监测预报预警系统的平台结构和主要功能。该系统分为3个平台：区域气象灾害监测平台可实时获取的区域观测气象站、卫星云图、多普勒雷达观测资料;预报分析平台把大环流背号下的数值预报产品和区域监测系统获得的信息进行综合分析,输出区域气象灾害的预报结果;预警发布平台根据预报结论的级别自动生成气象灾害预警信息,实现了气象灾害监测预报预警流程一体化。     

变权组合预测模型的建立及其在区域生态风险预测中的应用

为探讨变权组合预测模型在区域生态风险预测中的应用,该文以黑龙江省大庆市为研究对象,利用该市1976、19881、9921、996、2001、2003年各年的TM遥感影像数据,以GIS技术为数据集成分析平台,获取了20余年不同时期的土地利用信息.在此基础上,引入层次分析法,确定不同土地利用类型的生态风险权重,构造各土地利用类型不同时段的综合生态风险指数,采用基于回归预测法、灰色预测法和神经网络预测法的变权组合预测方法模拟了大庆市2010年生态风险程度空间分布预测图.结果表明,生态风险指数的空间分布是基本沿着城区和主要交通干线的轮廓呈线状或点状逐步向外减小的,这说明干道交通系统建设以及城市开发活动在区域生态风险程度增加中的重要贡献;大庆市生态风险程度分布中,高、中生态风险程度区的范围都有所扩大,这表明大庆市的生态风险在不断的提高,范围也在不断扩大.     

基于多物理场耦合的热风干燥模型及其验证

热风干燥是多物理场耦合的过程,存在热风外环境和物料内部湿热迁移共同作用.在质量和能量守恒定律的基础上应用达西定律、菲克定律、傅里叶导热定律,分别构建了热风干燥过程中物料外部与内部的流场、温度场、质量场的控制方程及模型,描述了热风干燥过程中整个干燥室内的湿热传递规律.针对油菜籽热风干燥过程,基于COMSOL Multiphysics对干燥模型进行求解并进行了油菜籽热风干燥实验,以验证模型的有效性.结果表明:物料干基含水率的模型求解结果与真实实验结果最大相对误差为13.3%;在干燥过程中物料存在干区、湿区、蒸发区之分,干区与湿区被蒸发区分开,且蒸发区逐渐由物料外部向物料内部迁移;干燥过程中干燥室内水蒸气浓度先增大后减小,且干燥室中心区域水蒸气浓度比干燥室边缘区域高;物料平均温度在干燥初期迅速上升,中期上升速度逐渐减小,后期趋于平稳且接近热风温度;干燥室边缘区域风速比中心区域风速大,热风流场在极短的时间内达到稳态,其中心区域风速接近为0.     

食品冻结时间预测方法的研究分析

食品冻结时间对速冻食品的质量和速冻过程的能耗有重要影响,对其的预测,有助于提高速冻食品品质和优化冻结装置设计。经分析归纳,提出了3种预测食品冻结时间的方法:简单公式法、数值模拟和人工神经网络法,并就它们的定义、特点、优缺点、研究现状及应用范围作了较为详细的介绍与比较。总结得出:简单公式法简单易掌握,但精度较差且通用性不强;数值模拟适用于绝大多数食品模型的求解且成本低,目前被广为使用;人工神经网络法则是对新的预测方法的探索实验,也是对数值模拟的补充。因此,应根据实际应用需要,来选择合适的食品冻结时间预测方法。     

基于FLUS和InVEST模型的南京市生境质量多情景预测

为评估城市扩张对生境质量的影响，以江苏省南京市为例，基于2009、2014年和2018年3期土地利用数据，采用CAMarkov和FLUS耦合模型对南京市2025年和2035年土地利用进行多情景预测，并运用InVEST模型评估其生境质量状况。结果表明，2009—2018年，南京市城镇用地呈不断扩张趋势，面积共增加223.65 km²，主要转入来源为耕地和农村居民点。2009、2014年和2018年市域的平均生境质量呈持续下降趋势，分别为0.448 1、0.441 1和0.433 4。4种模拟预测情景中，生境质量均值的排序为生态优先情景>协调发展情景>自然增长情景>经济发展情景，而生境质量等级分布差别较大的区域主要是南京市的北部、南部以及中心城区。具体来说，在自然增长情景下，2025年和2035年南京市生境质量将保持下降趋势，低值区面积占比较2018年分别增加1.40个百分点和2.87个百分点；在经济发展情景下，中心区域、南部及北部生境质量较自然发展情景下进一步下降，到2025年和2035年，低值区面积占比将分别增加2.67个百分点和4.76个百分点；在生态优先情景下，2025年和2035年南京市生境质量高值区面积占比较2018年分别增加0.40个百分点和1.04个百分点；而协调发展情景下，城镇用地规模将得到有序控制，林地的空间分布在原有基础上向外延伸，使得市域生境质量逐步提升，故2025年和2035年南京市生境质量高值区面积占比分别增加0.17个百分点和0.80个百分点。基于此，为进一步减缓南京市生境退化趋势，改善区域生境质量和生态环境条件，应合理控制城镇用地规模，采取适当的生态保护政策，同时有序开展国土空间整治与生态修复工作。     

Frank-Wolfe算法在输气管道内腐蚀预测中的应用

组合预测是对用多种预测方法进行预测的结果加权。建立了基于最小二乘法原理的组合预测模型,提出了求解此组合预测模型的一种新的算法,即Frank-Wolfe算法,并将其应用于四川某输气管道内腐蚀速度预测的研究,应用结果表明,Frank-Wolfe方法较适用于求解组合预测问题的权重。     

农业种植区数值预报系统设计与实现

数值模式产品一直是天气分析和预报的重要参考,当前数值模式的应用主要还是在中短期天气预测上,针对某一行业气象服务的应用还少,本文所介绍的农业种植区数值预报系统即是针对具体行业的应用,该系统应用先进的Web应用技术,把种植区的数值预报产品通过多种发布渠道向农业部门提供气象信息服务,文中详细介绍了如何应用JEE技术来构建系统,并介绍了数值模式的资料获取和执行流程。