变化环境下北江下游年径流量的加权马尔可夫链预测

在气候变化和人类活动的影响下,西北江的水文环境发生了重大变化,导致北江下游的来水条件发生变化。采用斯波曼检验（Spearman’s rho test）和Mann-kendall法系统地分析了北江下游的年径流量的变化趋势和变异情况,在此基础上建立了北江下游变化环境下年径流量的加权马尔可夫链预测模型。结果表明：西北江近50年来的大规模联围筑闸、大规模无序采掘河床泥沙等剧烈的人类活动,导致北江下游三水水文站年径流量在1990年左右发生了变异;所建立的加权马尔可夫链预测结果表明,从变异后的序列中统计出来的状态＂转移概率＂矩阵,能准确地反映出环境变化后年径流量之间的关系,所建立的加权马尔可夫链法预测变化环境下的年径流量是可行的,预测效果也比较好;按文章确定的分级标准,依现有的资料信息推断,环境发生变化后,在未来长期过程中,北江下游出现平水年的机会最大,但年际间的丰枯波动概率也不小。这一结果值得水资源管理部门注意。     

霾天能见度参数化方案改进及预报效果评估

为了选择适合京津冀地区能见度预报的参数化方案,为霾的预报提供更准确的能见度预报产品.根据实际应用需求,改进了基于气溶胶体积浓度建立的Chen等能见度参数化方案（S1）,并利用2017年2月快速更新多尺度分析和预报系统-化学子系统（RMAPS-CHEM v1.0）的预报结果,对比评估了该方案与基于PM_2.5浓度建立的参数化方案（S2）和Mie散射计算方案（S3）在京津冀地区的预报效果.结果表明：①模式系统对京津冀地区的PM_2.5浓度预报总体较好,预报值与观测值非常接近,二者的相关系数在大部分地区可达0.8以上,小时相对湿度的预报值与观测值相关在0.78以上,平均误差低于3.91%.②三套方案计算的能见度都能较好地预报出2017年2月京津冀地区能见度的时间演变趋势,且在大部分时间三者计算的能见度都非常接近.总体上S1计算的能见度最低,S3计算的能见度最高,S2居中.在京津冀大部分地区,S1的均方根误差和归一化平均绝对误差最低,S3的最高,S2居中且在北京地区表现最佳.③能见度大于10 km时三套方案计算结果都偏低,其中S3的平均误差和均方根误差最低,能见度低于10 km时,特别是对出现频率较高的1~5 km低能见度的预报,S1方案的平均误差、均方根误差和归一化平均绝对误差都是最低的,更适合京津冀地区霾天气能见度的预报应用.     

多模式集成方法在安徽地区PM2.5预报中的应用研究

分别采用算术平均、权重平均、多元线性回归和神经网络的集成方法,对3种空气质量模式在安徽地区2017年2月-2018年2月PM_2.5预报结果进行集成释用.结果表明：各模式和订正产品的预报值与实况值之间均能达到显著相关,相较于WRF-Chem,多元线性回归的均方根误差（RMSE）下降了21.7%,归一化平均偏差（NMB）下降了6%,且在16个地市中NMB均下降至-25%~25%之间;从不同时次的预报效果来看,在3个代表性城市（淮北、合肥和芜湖）,多元线性回归均能大幅度降低RMSE和NMB,但从时间和空间效果来看,其对于提升预报值与实况值之间的相关性方面,略差于权重平均的集成方法;多元线性回归方法对于重污染天气PM_2.5预报评分（TS）最高,为0.46.该方法能较为有效地提升不同模式的预报效果,可为重污染天气预报预警提供参考.     

新冠期间河北省典型钢铁企业大气污染影响

基于国家气象局气象预报数据,建立了基于AERMOD的钢铁企业污染预报模型,模拟了新冠疫情管控期（2020年2~3月）及解封后期（2020年4~10月）河北省某钢铁企业对大气污染的影响,并结合空气质量实测数据进行模型验证.结果显示,不利风向条件下,该钢铁厂大气污染物排放对当地3个国控站点SO₂、NO_x和PM₁₀的平均浓度贡献占比,在疫情管控期分别为20.19%~33.81%,17.49%~23.46%和2.02%~2.69%,在解封后期分别为13.43%~21.01%,11.09%~20.92%和1.20%~2.22%.由于疫情管控期受其他人为源干扰较少,该钢铁厂SO₂、NO_x和PM₁₀的预报值和三个国控站点实际监测值的相关系数,在新冠疫情管控期（在单个站点中,最高分别为0.43、0.48和0.29）高于解封后期（最高分别为0.42、0.39和0.07）.     

工业居民混合区降尘含量的灰色GM(1,1)预测

本文采有灰色理论中的预测方法，以９０—９４年度的降尘监测数据为基础，建立了邯郸市工业居民混合区降尘含量的ＧＭ（１，１）预测模型，其数学表达式为：＾Ｘ（１）（ｋ＋１）＝５６０２９ｅ００５６４１２ｋ－５３０８３，经三种方法对模型精度检验，由模式计算的预测值与历年的实测值的平均相对误差仅为－０００８％，关联度系数γ＝０９０５，后验差比值Ｃ＝００３，模型精度为一级，经与９５年度预测值与实测值对比验证，误差２７４％，说明本模型能真实地反映该区降尘的发展变化规律，预测数据可作为制定该区降尘防治规划的依据。     

努力创建地震预报的应用基础学科——兼论板内现今地壳运动动力学

分析地震预报已取得的成就和面临的困境,根据国内外各相关学科的新进展,作者认为创建地震预报的应用基础学科是当务之急。一种可能的选择是,在现今地球动力学、动力大地测量学(地壳形变学)、实时大地构造学及系统科学、非线性动力学等前沿学科的交叉部位上,逐步建立板内现今地壳运动动力学(或板内现今构造微动态动力学、或板内地壳形变系统动力学)。它既是地震、火山、滑坡、泥石流等灾害预测的应用基础,又是立脚于中国的全球变化研究。对它的意义、研究对象、内容与方法作了探讨,最后提出了一批建议着手开展的应用基础研究课题。     

系统加权聚类法及其在滑坡稳定性预测中的应用

本文以工程地质类比分析法为基础，针对一般系统聚类法在滑坡稳定性预测中应用的不足，提出并建立了一种系统加权聚类法。最后以三峡库岸研究程度较高的３６个边坡为例，进行了一般系统聚类法与系统加权聚类法的对比研究。对比研究结果表明：系统加权聚类法应用于滑坡稳定性预测，其预测精度有较大提高。     

自适应人工鱼群-BP神经网络算法在径流预测中的应用

为了提高水库和河流中长期径流预测精度,提出了弹性自适应人工鱼群算法(RAAFSA)。应用RAAFSA算法训练BP神经网络,实现BP神经网络参数优化,形成弹性自适应人工鱼群-BP神经网络混合算法(RAAFSA-BP),对石泉水库进行中长期径流预测。仿真计算表明,弹性自适应人工鱼群优化的BP神经网络算法收敛速度快于BP神经网络算法、人工鱼群-BP神经网络算法和RBF神经网络算法。该混合算法克服了BP神经网络和人工鱼群算法易陷于局部极值、搜索质量差和精度不高的缺点,改善了BP神经网络的泛化能力,输出稳定性好,预报精度显著提高,每次预测相对误差绝对值都小于6%,合格率达到100%。该算法成功地解决了石泉水库中长期径流预测精度不高的难题,可有效用于水库和河川中长期径流预测。     

USING CLIMATE FORECASTS FOR WATER MANAGEMENT: ARIZONA AND THE 1997–1998 EL NIÑO1

ABSTRACT: Unrelenting pressure on limited surface water supplies requires increasingly sophisticated water management approaches. Climate forecasts of seasonal precipitation and temperature are potentially useful, but the operational water management community currently underutilizes them. However, some agencies in Arizona took unprecedented advantage of forecasts for a potentially wet winter during the 1997–1998 El Niño event. This study investigates use of this information through a series of semi‐structured in‐depth interviews with key personnel from agencies responsible for emergency management and water supply; their jurisdictions ranged from urban to rural and local to regional. Interviews investigated information acquisition, interpretation, and incorporation into specific decisions and actions. While unprecedented actions were taken by some water management agencies and no agencies implemented inappropriate measures, some missed opportunities for more effective response, primarily through inaction. This study reveals a variety of technical factors and institutional characteristics affecting forecast use. Study findings emphasize the need for: (a) closer ongoing relationships between forecast producers and users, (b) increased institutional flexibility to exploit the increasing skill of seasonal climate forecasts, (c) demonstration projects of effective forecast use, and (d) a regional forum to facilitate information transfer between the hydro‐climatic research community and operational water managers.     

新亚欧大陆桥新疆段环境灾害的灰色拓扑预测

基于灰色系统理论中拓扑预测的理论方法 ,对新亚欧大陆桥新疆段环境灾害造成的受损长度进行了分析预测 .在对受损长度时序分布特征分析的基础上 ,给定一组阈值 ξi,并按不同的时间序列分别建立 GM(1.1)模型而得到模型群 .然后应用新亚欧大陆桥新疆段 38年(1959～1997年)的受损长度统计资料 ,对所建模型群进行了检验 ,并用此模型群对未来可能出现一定阈值范围内受损长度的年份进行了预测 .经检验 ,该模型群的原点误差范围为 0.090～6.520 ,精度范围为 72.658～ 97.134.结果表明 ,所建模型群精确度高 ,科学性较强 ,具有比较好的实用性 .