融合机器学习与物理模型的中尺度涡声速剖面重构

1

作者 李洪臣 李明 +3 位作者 王鹏皓 毛科峰 朱宇航 刘宇航 《海洋学报》 北大核心 2025年第6期47-60,共14页

针对中尺度涡内声速剖面结构复杂且重构误差显著偏大的问题,本文采用多源卫星遥感数据和Argo剖面,结合随机森林算法和中尺度涡统一结构模型,提出了PIRF-DEN模型。通过将海表面温度、高度异常、盐度、密度等海表环境参数与Argo密度作为输... 针对中尺度涡内声速剖面结构复杂且重构误差显著偏大的问题,本文采用多源卫星遥感数据和Argo剖面,结合随机森林算法和中尺度涡统一结构模型,提出了PIRF-DEN模型。通过将海表面温度、高度异常、盐度、密度等海表环境参数与Argo密度作为输入,建立了“水面-水下”声速映射关系。同时,基于中尺度涡统一结构模型重构涡旋内密度场,将海表环境参数和涡旋重构密度输入映射关系并重构了涡旋内声速剖面。研究结果表明,PIRF-DEN模型显著提高了声速剖面的重构精度,平均绝对误差和均方根误差分别降至0.8324 m/s和1.3869 m/s,较传统的sEOF-r方法降低了87.3%和83.7%,且声速重构精度和稳定性优于现有模型。 展开更多

关键词 声速重构 随机森林 中尺度涡统一结构模型 垂向密度

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中尺度COAMPS模型在风资源评估中的应用研究 被引量：1

2

作者 胡超 付文军 +2 位作者 刘璟 曾杰 刘凯 《人民长江》 北大核心 2015年第7期88-91,共4页

在对风电场风能资源进行评估时,主要依据测风数据及气象站数据,但由于测风数据往往缺测或不合理,而距离最近的气象站所提供的气象数据与同期的测风数据的相关性一般较差。鉴于此,引入中尺度数值天气预测模型COAMPS对湖南T风电场工程区... 在对风电场风能资源进行评估时,主要依据测风数据及气象站数据,但由于测风数据往往缺测或不合理,而距离最近的气象站所提供的气象数据与同期的测风数据的相关性一般较差。鉴于此,引入中尺度数值天气预测模型COAMPS对湖南T风电场工程区域内风资源进行评估分析,并首次将中尺度数据应用于测风塔缺测和不合理数据的插补中。结果表明,中尺度插补订正后的数据与实测数据的月平均值误差为4.87%,标准偏差误差为9.8%,该模型能够较准确地反映风电场风能资源的实际情况。 展开更多

关键词 中尺度模型 COAMPS 风资源评估 数值天气预测模型

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基于机群系统的中尺度大气数值模型计算系统

3

作者 傅游 花嵘 康继昌 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期104-108,共5页

气象预报是高性能计算的重要应用领域，要用处理能力很强的并行计算机系统才能实现。对于地市级气象部门来说，由于资金的限制，使用超级并行计算机进行气象计算是很不实际的。本文将并行机群技术与目前国际上流行的中尺度气象模型MM5... 气象预报是高性能计算的重要应用领域，要用处理能力很强的并行计算机系统才能实现。对于地市级气象部门来说，由于资金的限制，使用超级并行计算机进行气象计算是很不实际的。本文将并行机群技术与目前国际上流行的中尺度气象模型MM5相结合，实现了基于机群系统的中尺度大气数值模型计算系统，为进行中小尺度气象计算的地市气象部门提供了一种经济、可靠的计算方式。 展开更多

关键词 机群系统 气象预报 中尺度大气数值模型 MM5 MesocaleModel5 并行计算机 高性能计算 微处理器

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海洋中尺度涡建模及其在水声传播影响研究中的应用 被引量：23

4

作者 李佳讯 张韧 +1 位作者 陈奕德 金宝刚 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期37-46,共10页

针对海洋中尺度涡对水声传播的影响,利用中尺度涡区的历史水文实测数据提取涡旋强度,空间尺度等中尺度涡特征参数,建立了海洋中尺度涡理论计算模型。运用MMPE水下声场模型仿真试验研究了涡旋性质、强度和位置、声源频率和置放深度对声... 针对海洋中尺度涡对水声传播的影响,利用中尺度涡区的历史水文实测数据提取涡旋强度,空间尺度等中尺度涡特征参数,建立了海洋中尺度涡理论计算模型。运用MMPE水下声场模型仿真试验研究了涡旋性质、强度和位置、声源频率和置放深度对声传播特性的影响。结果表明:暖涡使得会聚区的位置"后退",会聚区宽度增加;冷涡使得会聚区的位置"前移",会聚区宽度减小。涡旋的强度越大,"前移"或"后退"的效应越显著。 展开更多

关键词 MMPE模型 中尺度涡模型 传播损失

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基于WRF模型与气溶胶光学厚度的PM_(2.5)近地面浓度卫星反演 被引量：10

5

作者 薛文博 武卫玲 +3 位作者 许艳玲 易爱华 任阵海 王金南 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2016年第12期1751-1758,共8页

为了反演高分辨率的PM_(2.5)近地面浓度,利用WRF(中尺度气象模型)模拟的大气相对湿度、风速、边界层高度等气象因子对AOD(气溶胶光学厚度)分别进行订正,以逐步提高AOD与近地面ρ(PM_(2.5))间的相关性;分析不同反演模型的统计学特征,优... 为了反演高分辨率的PM_(2.5)近地面浓度,利用WRF(中尺度气象模型)模拟的大气相对湿度、风速、边界层高度等气象因子对AOD(气溶胶光学厚度)分别进行订正,以逐步提高AOD与近地面ρ(PM_(2.5))间的相关性;分析不同反演模型的统计学特征,优选反演模型,并利用最优模型反演中国中东部地区2014年年均ρ(PM_(2.5))的空间分布特征.结果表明:AOD经相对湿度订正后,其与近地面ρ(PM_(2.5))的相关性显著提高,相关系数达到0.77;同时引入相对湿度、风速2个气象因子,AOD与近地面ρ(PM_(2.5))的相关系数升至0.79(n=145,P<0.01);同时引入相对湿度、风速和边界层高度3个气象因子,AOD与近地面ρ(PM_(2.5))的相关系数进一步升至0.80(n=145,P<0.01).模型反演表明,研究区域内ρ(PM_(2.5))年均值大于35μg/m3的面积高达334.49×104km2,占研究区域面积的83.2%,并且高污染地区与人口密度高度重合.分析表明,北京、天津、河北、山东及河南等典型重污染省、直辖市分别有96.30%、100%、78.16%、98.86%、100%面积的ρ(PM_(2.5))超标,分别约有99.97%、100%、96.41%、98.88%、100%人口生活在空气质量超标地区. 展开更多

关键词 卫星反演 WRF(中尺度气象模型) AOD(气溶胶兴学厚度) PM2.5

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内蒙古电网区域风电功率预测系统 被引量：30

6

作者 白永祥 房大中 +1 位作者 侯佑华 朱长胜 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期157-162,共6页

内蒙古电网区域风电功率预测系统采用分布式结构,由数值气象预报系统和风电功率预测系统组成:风电功率预测以数值预报模式和风电功率统计预报模型为基础;数值气象预报采用MM5中尺度数值气象预报模式对风电场所在区域未来48h不同高度的... 内蒙古电网区域风电功率预测系统采用分布式结构,由数值气象预报系统和风电功率预测系统组成:风电功率预测以数值预报模式和风电功率统计预报模型为基础;数值气象预报采用MM5中尺度数值气象预报模式对风电场所在区域未来48h不同高度的风速、风向、温度、湿度、气压和降水进行滚动预测,计算网格水平分辨率为9km。基于相似模型理论,采用人工神经网络方法,建立了区域风电功率预测模型,实现了对单个风电场、特定区域内风电场群和全网风电功率的短期和超短期预测。 展开更多

关键词 风电场 风电功率 区域功率预测 中尺度模型 数值气象预报 神经网络

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基于一体化实时信息平台的风电功率预测系统

7

作者 詹庆才 聂晓波 +2 位作者 张道农 赵禹 郑继涛 《电网与清洁能源》 2014年第4期81-86,共6页

风具有易变性、随机性等特点,风电并网之后,可能引起运行和可靠性的问题。如果能够提前对风电功率进行准确的预测,则有利于及时调整计划,保证电能质量,减少系统备地容量,获得更多的经济效益和社会效益。介绍了一种基实时信息平台的风电... 风具有易变性、随机性等特点,风电并网之后,可能引起运行和可靠性的问题。如果能够提前对风电功率进行准确的预测,则有利于及时调整计划,保证电能质量,减少系统备地容量,获得更多的经济效益和社会效益。介绍了一种基实时信息平台的风电功率预测系统的研究与设计思路,该系统为了能适应于复杂地形的风电场,结合WRF中尺度数值预报信息,采用了分位数回归神经网络预测方法,进一步提高了风电功率的预测精度。 展开更多

关键词 风电场 风电功率 功率预测 WRF中尺度模型 复杂地形 分位数回归神经网络

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沉水植物群落配置对太湖贡湖生态修复区的调水效果 被引量：12

8

作者 刘喆 钱新 +2 位作者 高海龙 李慧明 吴红飞 《江苏农业科学》 北大核心 2016年第5期480-483,共4页

基于国家水专项太湖贡湖生态修复区水质水量调控以及沉水植物群落配置的需求,建立了生态修复区的等比例缩放中尺度模型。以小试试验结果筛选的马来眼子菜、穗花狐尾藻、刺苦草和黑藻4种净化效果较好的先锋物种,在模型的西部和东部分别... 基于国家水专项太湖贡湖生态修复区水质水量调控以及沉水植物群落配置的需求,建立了生态修复区的等比例缩放中尺度模型。以小试试验结果筛选的马来眼子菜、穗花狐尾藻、刺苦草和黑藻4种净化效果较好的先锋物种,在模型的西部和东部分别采取混合和分开的不同方式种植。调水方式采用前期研究的最优调水方案,分别进行夏、秋2季试验,通过监测模型内调水时流场数据以及调水后水质变化情况,得出模型内水质净化为原水质标准所需时间,同时通过对不同种植方式的沉水植物生长状况研究,论证该模型内4种沉水植物净化效果较好的种植方案,为生态修复区水质水量调控以及沉水植物种植方式提供有益的参考。 展开更多

关键词 中尺度模型 调水 流场 沉水植物 太湖 植物配置

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深水SDPSO平台油水置换储卸油系统排出水含油量研究 被引量：1

9

作者 刘东喜 雷丽君 +6 位作者 王晋 韩盼盼 尤云祥 刘巍巍 王春升 陈国龙 石云 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期164-171,共8页

深水立柱式干树钻井生产储卸油平台(SDPSO)平台是一种具有采油与储卸油功能的新型多功能深水浮式平台,油水置换储油技术是其核心技术,为保证平台投产后不会对海洋环境造成污染,需对平台油水置换储油系统排出水的含油量进行研究。为阐明... 深水立柱式干树钻井生产储卸油平台(SDPSO)平台是一种具有采油与储卸油功能的新型多功能深水浮式平台,油水置换储油技术是其核心技术,为保证平台投产后不会对海洋环境造成污染,需对平台油水置换储油系统排出水的含油量进行研究。为阐明置换次数、平台运动和环境温度等对储油舱底部水中含油量的影响,按1∶15的缩尺比设计建造了一座深水SDPSO平台储油系统中尺度模型试验(简称“中试”)装置,根据上述试验目的设计了多组试验工况,并将中试得到的水中含油量数据与多组小尺度模型试验(简称“小试”)得到的数据进行了对比,探讨了模型试验的尺度效应对试验结果的影响。结果表明:深水SDPSO平台储油系统模型试验的尺度效应不明显,缩尺比对储油舱内水中含油量的试验结果影响不大;储油舱内水中含油量不会随着置换次数的增加而明显升高;风、浪、流导致的平台运动会增大储油舱内水中含油量;环境温度降低时,平台储油舱内水中含油量也会随之增大;平台储存重质油相比储存中质油,储油舱内水中含油量会有一定幅度升高;平台中心井能有效地起到分离油水的作用,从中心井排出到舱外的水中含油量远低于国内外含油污水排放标准。本文研究结果揭示了平台储油系统油水置换工艺的可行性,为深水SDPSO的研发提供了借鉴。 展开更多

关键词 SDPSO平台 储油系统 油水置换 水中含油量 中尺度模型试验 小尺度模型试验

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WRF模式中台风“启德”模拟对参数化方案的敏感性分析 被引量：3

10

作者 伍志元 蒋昌波 +1 位作者 邓斌 曹永港 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-8,共8页

为准确模拟台风路径和强度,采用WRF模式比较不同微物理过程和积云对流过程参数化方案对台风路径和强度模拟的影响,并基于集合预报方法考虑对台风预报系统误差进行优化。选用4种微物理过程方案和3种积云对流参数化方案,针对1213号台风&#... 为准确模拟台风路径和强度,采用WRF模式比较不同微物理过程和积云对流过程参数化方案对台风路径和强度模拟的影响,并基于集合预报方法考虑对台风预报系统误差进行优化。选用4种微物理过程方案和3种积云对流参数化方案,针对1213号台风'启德'进行模拟,结果表明不同的参数化方案对台风路径和强度的预报结果有明显影响,积云对流过程参数化方案相对于微物理过程参数化方案更加敏感。基于不同参数化方案扰动成员的集合平均预报方法,对于台风路径和强度的模拟误差均有明显改善,台风路径误差随时间增幅较小,其结果优于全部12个单方案试验的模拟结果;从台风强度方面来看,基于集合预报方法模拟得到的台风强度变化趋势与实况结果一致,且误差较小,优于大多数试验方案。结果表明:采用不同微物理过程和积云对流过程参数化方案的组合构建的集合预报模型,对于台风路径和强度的模拟均有一定程度改善,减小了采用不同参数化方案产生的路径不确定性,使其在台风'启德'的路径模拟上与实况更为接近,可为提升台风预报能力提供科学参考。 展开更多

关键词 台风 中尺度大气模型 微物理参数化 积云对流参数化 集合预报

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西宁地区强对流天气预报指标研究 被引量：1

11

作者 张婷华 谢启玉 +1 位作者 李昌玉 周琴 《农业灾害研究》 2023年第2期130-132,172,共4页

利用常规气象观测资料,结合天气学诊断和统计学方法,分析了西宁地区2010—2019年强对流天气的时空分布、环境物理量和雷达回波特征,结果表明:(1)西宁地区强对流天气多发生于7—8月,大通出现强对流天气次数最多,冰雹发生次数最多,雷暴大... 利用常规气象观测资料,结合天气学诊断和统计学方法,分析了西宁地区2010—2019年强对流天气的时空分布、环境物理量和雷达回波特征,结果表明:(1)西宁地区强对流天气多发生于7—8月,大通出现强对流天气次数最多,冰雹发生次数最多,雷暴大风发生次数最少;(2)将西宁地区强对流天气的形势背景分成3类,建立了中尺度概念模型;(3)探空图上水汽类参数、层结稳定度类参数、能量类参数和垂直风切变上对不同类型的强对流天气均有不同程度的反映;(4)雷达回波图上的反射率因子、径向速度及多种雷达产品对不同类型的强对流天气有不同的指示意义。研究结果为西宁地区强对流天气的潜势预报和临近预报提供了科学依据。 展开更多

关键词 强对流天气 中尺度概念模型 物理量 雷达回波

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气候变化背景下多维度热环境研究的方法与实践

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作者 郭飞 张子腾 +5 位作者 姜葶蔓 李培硕 李维思 许鑫 尹祝彬 朱君怡 《园林》 2025年第9期4-11,共8页

研究旨在评估全球气候变化与城市化加速背景下,室外热环境对人群健康的潜在风险,并提出科学化的量化评估方法与多维度适应策略。采用文献计量分析与案例对比,覆盖三大核心领域:(1)热环境定量模型与个体差异研究,检索并比较现场监测、风... 研究旨在评估全球气候变化与城市化加速背景下,室外热环境对人群健康的潜在风险,并提出科学化的量化评估方法与多维度适应策略。采用文献计量分析与案例对比,覆盖三大核心领域:(1)热环境定量模型与个体差异研究,检索并比较现场监测、风洞试验与计算流体力学—气象模式耦合数值模拟等技术路线,选用通用热气候指数、修正相对湿度指数、热反应指数等,对大连、北京、天津等典型城市的地表温度场与热暴露时空分布特征开展实测与模拟对比;(2)健康建筑与热环境协同优化策略,基于多目标优化算法归纳城市尺度(绿地廊道、水系布局)与建筑尺度(建筑形态、屋顶绿化、被动通风)降温路径,验证不同策略在典型街区的降温效果与成本效益;(3)群体生理差异与区域适应性分析,结合性别、年龄和地域差异,构建差异化热环境调控策略,评估不同群体的适应需求与脆弱性差异。制图方法层面,基于局地气候分区框架,比较像素级遥感,基于对象影像分析与深度学习语义分割技术,通过Google Earth Engine等云平台实现高效的多源跨尺度数据融合。在健康建筑领域,构建基于健康建筑视角的热环境评估框架。通过开发多维度量化分析模型,研究范畴从城市热岛效应评估拓展至空间形态与建筑布局的协同机制研究,同时纳入了人群生理特征差异性分析。进一步深化热环境与人类健康的关系,致力于构建精细化评估模型并研发气候适应性优化策略,为缓解全球气候变暖引发的健康风险提供数据驱动的决策支持。 展开更多

关键词 城市热环境 中尺度气象模型 局地气候分区 热舒适性评估 健康建筑 多目标优化 热健康风险评估

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