近海和登陆热带气旋路径预报的数值预报释用方法

基于数值预报的释用技术,将支持向量机（SVM）回归方法应用于近海和登陆热带气旋（TC）的路径预报.从气象要素预报场与TC中心相关联的极值网格区域导出的中心相关点,以及TC线性外推位置,组成相关因子,建立预报模式,用来预报12,24,36,48,60和72 h之后的TC位置.应用GFS数值预报资料对2009和2010年14个TC进行实际业务应用检验,6个时次的距离绝对值误差分别为69.3, 106.4, 134.6,169.0,222.4和264.4 km;距离标准误差为63.1,89.2, 80.1,84.1,104.6和 124.1 km.前48 h模式预报与中央气象台的预报结果相近,72 h预报优于中央气象台预报,所有时次预报的涡度中心位置均优于GFS模式直接输出,表明此技术可以作为台风路径预报的另一个工具,投入业务应用.     

奇异摄动问题在修正的Bakhvalov-Shishkin网格上的混合差分格式

在分3段修正的Bakhvalov-Shishkin网格上,将中点迎风格式和中心差分格式相结合,建立了新混合差分格式算法,以求解一维奇异摄动两点边值问题。借助截断误差、离散比较原理和障碍函数等,得到了与摄动参数ε一致的较好的收敛阶数,从粗网格部分到细网格部分依次为二阶收敛、一阶收敛和二阶收敛。数值算例表明,该方法在实际求解精度上较其他3种方法优越。     

奇异摄动问题在修正的Bakhvalov-Shishkin网格上的混合差分格式

在分3段修正的Bakhvalov-Shishkin网格上,将中点迎风格式和中心差分格式相结合,建立了新混合差分格式算法,以求解一维奇异摄动两点边值问题。借助截断误差、离散比较原理和障碍函数等,得到了与摄动参数ε一致的较好的收敛阶数,从粗网格部分到细网格部分依次为二阶收敛、一阶收敛和二阶收敛。数值算例表明,该方法在实际求解精度上较其他3种方法优越。     

基于辛普森公式的美式期权定价最优实施边界新算法

美式期权定价问题归结为最优实施边界问题,最优实施边界适合非线性第二类Volterra积分方程。研究了积分方程的求解问题,提出了基于复合辛普森方法的不动点迭代格式,分析了格式的代数精度,并进行了最优实施边界的模拟,结果验证了方法的有效性,为实际应用提供了理论基础。 更多还原     

一维Zakharov方程的数值解

本文利用离散博里叶变换方法，求解一维Zakharov方程的初值问题．该方法使用快速博里叶变换和显式格式，计算速度快，井且具有二阰精度．一维Zakharov方程具有稳定强波解．本文以分析解提供的初值进行了数值计算．所得结果，数值解与分析解吻合，证实了数值方法的正确性和稳定性．     

AW模式对梅雨暴雨的预报试验

利用引进的中尺度10层湿模式——AW模式,对长江流域梅雨期大暴雨进行了模拟试验,检验了模式的预报能力,比较了不同精度初始场对梅雨预报的影响,探讨了梅雨暴雨形成和发展的某些机理。主要结果如下: 1.AW模式可报出梅雨暴雨过程,对暴雨的落区、强度、天气尺度环境场和中尺度动力、热力条件都具有相当的预报能力; 2.对流层低层的切变线和沿切变线活动的中尺度扰动是梅雨暴雨的主要影响系统。雨带位于900百帕切变线附近,暴雨中心位于900百帕切变线上的中尺度扰动中心附近。900百帕中尺度涡度的加强,与暴雨中心的形成相对应; 3.梅雨暴雨的发展与高空天气尺度和低空中尺度涡度中心的耦合关系密切,当低层中尺度涡度中心移近高层天气尺度负涡度中心之下时,降水增强; 4.在雨区上空的边界层附近,存在一个湿暖盖,产生了对流性降水叠加在稳定降水之上的独特的梅雨暴雨结构; 5.对流加热对雨区的环境流场和温湿场影响很大,对流加热通过Ekman-CISK、热成风调整过程以及激发重力惯性波不稳定等方式来加强暴雨系统。     

网格尺度对走时层析成像结果的影响分析及对策

基于网格剖分的走时层析算法反演地下地质结构,在地震走时数据采集精度确定、炮点接收点固定的条件下,要选择一个适当的网格尺度.本文分析了不同网格尺度对层析结果精度的影响,网格尺度过大,走时层析算法不能准确反演地下地质结构;网格尺度过小,反演结果包含过多插值的结果,反演精度不高,且会增加工作量和研究时间,对层析成像无实际意义.因此选择合适的网格尺度对层析成像结果的精度和算法的计算效率都有意义.本文以实际地质勘探为例,根据炮点接收点的位置对走时层析成像的影响,选取走时层析成像算法的最佳网格尺度.     

基于WRF数值模式的SDAE-SVR风速预测模型研究

风速预测是风力预报中的核心与基础, 采用天气研究和预报(Weather Research and Forecasting, WRF)模式进行风力预报往往存在风速预测误差较大的问题. 为了提高风速预测精度, 提出了一种基于深度学习和支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)相结合的风速预测模型. 该模型以WRF模式预报输出的多种气象变量为基础, 结合气象自动观测站传感器的实测风速, 引入堆栈降噪自动编码(Stacked De-noising Auto-Encoder, SDAE)深度网络来学习样本数据中隐含的深度特征, 然后将该深度网络最后一层输出的深度特征置入回归器SVR中, 利用SVR良好的回归预测性能对WRF模式预报的未来1h风速进行预测订正. 结果表明: 所建立的SDAE-SVR风速预测模型具有较高的风速预测精度, 在对典型日的WRF模式预报未来1h风速的预测订正中, 其平均百分比误差与均方根误差仅为8.28％与0.8 066 m·     

中尺度模式数值预报中初值的比较

本文利用Anthes-Warwer中尺度十层湿模式讨论了初始资料垂直分辨率的不同对次天气尺度和中尺度预报的影响对比试验结果表明,两组初值都能定性地把次天气尺度和中尺度过程的主要特点预报出来,都能揭示低层950毫巴正涡度中心与暴雨中心中对应关系以及两区上空、边界层顶附近湿暖盖的存在,但增加特性层温、湿和测风资料后,在降水量和暴雨中心位置的预报上更接近于实况 上述资料的增加使得与降水量和暴雨中心有直接关系的初始低层风场和水汽辐合场有了较大改进.     

基于神经网络集合预报的台风路径预报优化

针对目前台风路径预报研究中存在的预报精度不高、预报时次高耦合等缺陷,提出了一种基于神经网络集合预报的台风路径预报优化模型。运用混合模式集合预报思想和反向传播的多层前馈训练机制,充分挖掘数据特征,解决了单集合预报的固化性问题和单神经网络预报模型的随机性问题,为现有台风数值预报方法和人工智能技术的结合提供了新思路。以2018年活动在西北太平洋、南海地区的台风为样本进行对比实验,结果表明,60 h内的预报精度均得到了提高,一定程度上反映了该模型的实际应用价值。     

用正压原始方程预报台风路径的试验的初步报告

本文对正压半隐式跳点格式的模式,在地图投影公式、地转参数、区域和格距大小等方面的处理,作了适当的改进,在此基础上,用来作台风路径的数值预报。对十几个台风个例进行了试验,试验结果表明,我们拟订的数值预报方案,具有一定的实用价值,我们还对1976年第09号台风进行了一次实际试报。当时对该台风的去向,有报北上的,有报西行登陆的,也有报南下的,只有我们和浙江省气象台预报台风将在海上转向。所报的路径与台风实际路径相符。     

基于SCE-UA算法的多模式降雨集成预报技术研究

高精度的降雨预报对于防汛决策具有重要指导意义. 以中国气象局GRAPES_MESO模式、中国气象局T639模式、美国国家环境预报中心GFS模式和上海区域中尺度SMS-WARMS模式为基础, 采用SCE-UA算法估计各预报模式权重系数, 通过加权平均建立多模式降雨集成预报, 并以宁波市2016年8月1日至2016年10月31日和2017年9月1日至2017年11月30日的降雨过程为例, 从均方根误差、相关系数、TS评分等多个方面分析集成预报的预报效果. 结果表明: 基于SCE-UA算法的多模式降雨集成预报的预报效果不仅优于各单一预报模式, 而且优于遗传算法和BP神经网络集成预报, 表现出较好的适用性.     

国家环境数据传输与交换平台的设计

通过对环境数据传输与交换模式、交换标准和交换框架的分析与研究,提出国家环境数据传输与交换平台由交换中心、交换总线、交换节点和适配器构成,采用两级交换中心、三级交换节点的部署模式覆盖部、省、地市三级环保部门.平台在相关交换标准的约束下提供数据传输交换服务,通过平台管理功能对各构成内容进行管理和维护.平台标准主要由传输交换的业务规范、数据标准、接口标准、交换技术规范、平台管理制度五部分构成.平台采用基于数据库和文件两种接入方式与应用系统进行数据交换和技术关联,确保具备足够的开放性.     

高阶对流Cahn-Hilliard型方程的二阶线性化差分方法

高阶对流Cahn-Hilliard型方程是一类空间六阶且具有四阶非线性项的发展方程。首先,给出了线性化差分格式,其第一时间层为2层隐式差分格式,其余时间层为3层隐式差分格式。其次,在差分格式建立过程中,利用中心差商对四阶非线性项进行离散,证明了差分格式解的唯一性和收敛性,并得到其在时间和空间上的收敛阶均为二阶。最后,通过数值算例,验证了差分格式的有效性。     

一类群体平衡方程的尺度变换群分析及显式精确解

研究了一类既存在增长过程又存在破损过程的群体平衡方程的精确解法。用尺度变换群分析法得到群体平衡方程的部分对称、群不变解和约化积分-常微分方程。用试探函数法探求约化积分-常微分方程,得到群体平衡方程的显式精确解,并分析了该显式精确解的动力学特性。所得群不变解能解释实体模型,显式精确解可检验数值解的正确性和精确度。     

关于X一致的奇异摄动问题的差分格式及其收敛速度

本文对奇异摄动两点边界值问题,在特殊的加密网格上构造了差分格式 ,使其收敛阶从Shishkin网格的 O (N- 2ln2N ) 提高到 O(N- 2) ,其中 N 为网格节点数.     

不可压缩的Brinkman-Forchheimer方程的回溯两重网格法

本文考虑了不可压缩的Brinkman-Forchheimer方程的回溯两重网格法.该方法需要在粗网格上解一个非线性方程,在细网格上解一个Stokes问题以及在粗网格上解一个线性校正问题.最后给出了格式的能量误差估计,并用数值实验验证了本文算法的有效性及稳定性.     

基于系统调用的实时IDS方案

给出一种基于进程系统调用的实时IDS方案.该方案选择网络服务进程(特权进程)作为系统的代表进行监测,使用隐马尔可夫模型(HMM)对系统行为进行模拟和测试,使用实时P(O|λ)值和近期对“某些重要文件”的读、写频率这两个条件作为判断系统是否遭受入侵的标准.实验和分析表明,该方案有较高的预报准确率和较小的时间开销.     

基本解方法求解各向异性材料中热传导方程的时间反向问题

最近,HON和WEI给出了求解各向同性热传导反问题的基本解方法．该方法提供了一种在整个时间空间区域上的行之有效的数值格式．本文尝试将该无网格方法推广应用于求解各向异性材料中热传导方程的时间反向问题．首先,通过变量转换得到该问题的控制方程的基本解．接着,应用截断奇异值分解和L-曲线准则求解所得的高度病态的线性方程组．最后给出几个数值例子展示本方法的有效性,并分析了解的精度跟参数T、最终时刻的关系．     

剖面二维非恒定悬移质泥沙扩散方程的数值方法

研究了剖面二维非恒定泥沙扩散方程的数值方法,建立了一种用于求解含沙量分布沿程变化的稳定性好、精度较高的差分格式(G-Z-C格式),并通过一个具体的数值例子说明了计算的方法步骤,体现了这种格式的实用性和优越性.