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）.     

初冬一次冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响

利用常规地面气象资料、NCEP/NCAR再分析资料以及全国PM_2.5浓度数据,并结合后向轨迹、空气污染输送指数和传输通量分析,针对2019年12月10~11日一次冷锋输送造成我国中东部地区出现的大范围霾天气过程进行了分析.结果表明：（1）霾期间高空500hPa以经向环流为主,伴随着高空低压槽引导地面冷锋向东南方向移动,污染物浓度大值区也依次由华北地区移至黄淮、江淮地区.（2）冷锋过境前,华北至长江三角洲区域PM_2.5浓度均有明显增涨;北京以偏南方向的污染物输入为主,济南以西北和偏东方向输入为主,南京则主要是偏北和偏西方向的输入.（3）冷锋过境时,冷空气迅速将北京站的污染物清除;而济南站则受高压底部偏东风回流的影响,PM_2.5浓度维持在50μg/m³左右;冷锋推进至南京站时西北风已较小,对污染物的清除作用不明显.以江苏省为例,整个过程中,江苏本地污染物贡献占25.8%,江苏以外的污染物贡献占74.2%,以输送为主.（4）冷锋过境后,3站的边界层结构也略有不同,北京站的逆温层迅速被打破;济南站由于受海上暖湿平流影响,近地面由等温层变成逆温层;而南京站的近地面则由逆温层变为等温层.本研究揭示了在冷锋南下过程中,上游污染物对下游地区的影响,以及南北方站点表现出不同的污染物变化和清除特征.     

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。     

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 .     

我国沙尘暴的气候成因及未来发展趋势

利用EOF和环流合成统计方法,分析了我国北方近40年来沙尘暴日数变化的时空异常特征及其气候成因.结果表明,20世纪80年代以来的太阳活动加强,全球气候变暖,青藏高原地面加热场强度加强,欧亚西风急流轴北移,西太平洋副热带高压偏北偏西,强度加强,蒙古气旋减弱,西北西部的沙尘源区降水增加,是中国北方沙尘暴减少的主要原因.20世纪末到21世纪初太阳活动进入新一轮的减弱期,引起气候变暖趋势减弱,气温逐渐降低,青藏高原地面加热场强度减弱,蒙古气旋逐渐加强.预计未来中国北方沙尘暴将在波动中逐渐增加,进入新一轮的相对活跃期.     

水电工程建筑伤亡事故宏观预测模型及其应用

根据水电工程建设过程的特点,运用现代控制理论和系统辨识小子样建模新技术以及现代统计信息技术,建立了伤亡事故预测数据模型。此模型不仅可以用于水电工程建设过程的安全预测,还可以用于危险控制的定量管理。