Impact of consistent boundary layer mixing approaches between NAM and CMAQ

Discrepancies in grid structure, dynamics and physics packages in the offline coupled NWS/NCEP NAM meteorological model with the U.S. Environmental Protection Agency Community Multiscale Air Quality (CMAQ) model can give rise to inconsistencies. This study investigates the use of three vertical mixing schemes to drive chemistry tracers in the National Air Quality Forecast Capability (NAQFC). The three schemes evaluated in this study represent various degrees of coupling to improve the commonality in turbulence parameterization between the meteorological and chemistry models. The methods tested include: (1) using NAM predicted TKE-based planetary boundary height, h, as the prime parameter to derive CMAQ vertical diffusivity; (2) using the NAM mixed layer depth to determine h and then proceeding as in (1); and (3) using NAM predicted vertical diffusivity directly to parameterize turbulence mixing within CMAQ. A two week period with elevated surface O₃ concentrations during the summer 2006 has been selected to test these schemes in a sensitivity study. The study results are verified and evaluated using the EPA AIRNow monitoring network and other ozonesonde data. The third method is preferred a priori as it represents the tightest coupling option studied in this work for turbulent mixing processes between the meteorological and air quality models. It was found to accurately reproduce the upper bounds of turbulent mixing and provide the best agreement between predicted h and ozonesonde observed relative humidity profile inferred h for sites investigated in this study. However, this did not translate into the best agreement in surface O₃ concentrations. Overall verification results during the test period of two weeks in August 2006, did not show superiority of this method over the other 2 methods in all regions of the continental U.S. Further efforts in model improvement for the parameterizations of turbulent mixing and other surface O₃ forecast related processes are warranted.     

防洪预报调度方式下水库下游防洪风险分析--以葠窝水库为例

水库实施的防洪预报调度方式是解决我国防洪和兴利之间矛盾的一条有效途径,其对水库上下游的防洪风险率的大小是决定其能否实施的关键.目前对此缺少一种定量计算方法.本文在分析防洪预报调度方式风险指标的前提下,根据水库洪水径流深与产流预报误差的分布规律,采用数值分析方法计算水库实施防洪预报调度方式时,相对于常规调度方式,产流预报误差对水库下游防洪风险率,并以实例论述了具体分析思路和计算过程.     

基于遗传算法的门限自回归模型在海温预测中的应用

提出了建立门限自回归模型（ＴＡＲ）的一套简便通用的方法。用作者提出的改进遗传算法，可同时优化门限值和自回归系数，成功地解决了ＴＡＲ建模过程所涉及的大量复杂寻优工作这一难题，为ＴＡＲ模型的广泛应用提供了强有力的工具。实例计算的结果说明了这套方法的可行性和有效性，同时也说明了，通过门限值的控制作用，ＴＡＲ模型可以有效地利用如海洋资源所隐含的时序分段相依性这一重要信息，限制了模型误差，从而保证了ＴＡＲ模型预测性能的稳健性，提高了预测精度。该方法具有通用性，在各种非线性时序预测中具有重要的理论意义和应用价值     

煤层自燃危险程度的灰色关联分析

将灰色关联分析法应用于煤矿自燃危险程度的评价中,全面考虑影响煤矿生产系统安全的各种因素,结合实例建立了煤矿自燃危险程度的数学模型,阐明了灰色关联分析法的原理和算法,较好地反映了评价过程和评价因素的灰色概念,为制定防范措施和管理决策提供科学依据。     

湖南道县后江桥铁锰铅锌矿区水文地质条件分析及涌水量预测研究

矿坑突涌水在矿体开采过程中经常出现,严重制约了矿产资源的开发利用,有时也威胁到矿区附近人民生命财产安全。因此,如何有效开展矿区涌水量预测成为保证矿区安全开采所面临的关键问题。通过对湖南道县铁锰铅锌矿区水文地质条件研究分析,采用解析法对矿区涌水量进行了预测评价,为矿区开采方案制定提供依据。     

金地井田煤层瓦斯分布规律研究及工作面瓦斯涌出量预测

掌握煤层瓦斯分布规律是保证矿井安全生产的必要技术条件之一。根据金地井田的地质构造特征,由现场实测8号、13号煤层瓦斯含量和气体组分实验室分析测定结果,结合煤层瓦斯垂直分带理论,判定金地井田范围内8号、13号煤层均处于瓦斯风化带。应用分源预测法,对金地井田不同生产时期的回采工作面瓦斯涌出量含量进行预测,认为受井田中东部大面积13号煤层隐伏露头影响,8号、13号煤层处于瓦斯风化带中的氮气-甲烷带,但无法进行瓦斯变化样度计算。该研究可为该矿井投产后瓦斯安全管理提供量化参考。     

海洋性气候对天津市滨海地区空气质量的影响及预报

对天津市滨海地区污染气象条件与空气质量进行了相关分析研究,并在此基础上建立该地区空气质量统计预报方法,建立的统计方程经过试预报验证,取得良好的预报效果。     

人类活动条件下娘子关泉流量的变化趋势预测

研究了娘子关泉的多年(1956～2000年)流量变化过程,指出人类活动在1988年以后对泉流量具有不可忽视的削减作用。在分析娘子关泉月流量(1988～2000年)动态特征的基础上,利用指数修匀法建立了泉流量拟合模型,模型精度验证表明该模型的拟合精度是可靠的。最后,通过所建模型对娘子关泉2001～2005年的月流量变化趋势进行预测,预测结果表明这5年月流量变化波动呈上升趋势。     

局部通风机实际特性的近似处理方法及应用研究

针对目前局部风机特性曲线很难得到或应用而导致局部通风研究受限问题,提出一种根据局部风机风量及风压范围近似求解风机特性曲线的方法。该方法采用一次线性插值函数代替风机特性曲线函数,结合风阻特性曲线得到风机工况。基于该方法可进行局部风机选型或预测既定型号风机工况点及风筒出口风量,同时可确定长距离掘进通风中钻孔通风有效风量与钻孔长度、直径的关系,也可确定风库中转位置与风筒长度的关系。应用分析结果表明:用一次函数代替稳定区域风机特性曲线函数不仅简单方便,结果较精确,且方法可靠、实用性高。     

气候灾害预测模型的应用

为了减少气候灾害造成的损失,提高灾害性气候的预测水平,用非线性预报原理和方法,建立了气候灾害的数学预测模型。首先,用西太平洋海温格点资料,通过相关计算和因子选择,用多项式曲线预测模型,对西太平洋、南海、以及登陆我国(或广东)的热带气旋的年、月频数进行预测试验,经过3年多的实际业务应用,效果良好;其次,使用越赤道气流指数、南支槽指数、高低纬环流指数等资料,根据指数曲线预测模型的原理和方法,制作了广东暴雨过程预报,其业务预报准确率达到70％-90％;并采用指数曲线、周期叠加、韵律等3种预报方法,用权重回归方程进行综合,制作了“逐日、旬、月、季气象要素的短期气候预测系统”,对天气转折、气候突变和气象要素的极值有较强的预报能力,特别对降水的时段量级、冷空气影响的时段及强度、热带气旋的影响时段的预报,效果较好,对广东的干旱、寒潮预报也具有一定的参考价值。