利用玉树隆宝湿地的观测资料,分析了未冻结、冻结和冻结有积雪覆盖三种情况下动量通量和感热通量的日变化情况,计算了三种情况下动量总体输送系数、感热总体输送系数、动力学粗糙度和热力学粗糙度,分析了附加阻尼和粗糙度雷诺数的关系,并将三种附加阻尼的参数化方案进行了比较,结果表明:冻结状态下动量通量和感热通量的日变化幅度最大,冻结有积雪覆盖时,动量通量和感热通量的日变化幅度最小。动量总体输送系数CD和感热总体输送系数CH的值在冻结时最大,冻结有积雪覆盖时最小,动力学粗糙度和热力学粗糙度在冻结状况下最小,冻结有积雪覆盖时最大。未冻结、冻结和冻结有积雪覆盖状态下,三种附加阻尼kB-1参数化方案中,幂函数型方案较为合适。
摘要：冰川融水是我国西北地区水资源重要来源。度日模型在冰川消融估算中应用较为广泛，度日因子是该模型的重要参数。对于冰面特性复杂的天山托木尔型山谷冰川，利用单一度日因子的度日模型不能较好模拟消融的年内变化过程。目前针对此类型冰川度日因子的参数化方案研究尚未展开。本项目拟依托天山托木尔峰南坡科其喀尔冰川观测站，在消融期利用花杆对冰川不同海拔高度、坡度坡向、表碛厚度区分别进行消融观测试验。结合气象观测数据，计算度日因子的时空分布特征，分析表碛厚度、地形、地表温度、冰川运动以及降雪对度日因子的影响机理，构建度日因子的空间参数化方案。在此基础上，完善传统度日模型中度日因子的参数化方案并耦合到HBV水文模型中进行试验；以观测的径流为基础，对比原来冰川消融估算方案和度日因子参数化的消融方案的模拟效果。探讨度日因子时空差异对冰川径流估算的影响，为托木尔型山谷冰川的消融估算中提供度日因子参数化方案参考依据。
2016-01中国北方土壤风蚀区包括多种土地利用、土壤和植被类型，现有耕地风蚀模型不能满足需要。本项目在前人和项目组预研究成果基础上，建立研究区土地利用类型、土壤类型及其理化特性、植被特征、DEM地形图等空间数据库，确定典型观测区、样品采集区和实验模拟条件；野外测量典型观测区的裸露、有不同特征植被、不同耕作措施耕地、不同大小和密度的砾石覆盖、中小尺度地形等情形下的空气动力学粗糙度；根据模拟实验和野外观测数据，计算典型土壤类型裸土和结皮条件下的临界摩阻风速和剪应力，不同粗糙元条件下的临界摩阻风速和剪应力，以及粗糙元及其之间裸土表面的剪应力分离；研究土壤抗蚀性与表土机械组分和水分、碳酸钙和有机质含量、表土容重、植物根系等之间的定量关系。依据风蚀动力学原理，分别对地表粗糙干扰因子、风力侵蚀因子、土壤抗蚀性因子进行归并，并将其参数化，为未来构建具备风蚀动力学理论基础和具有广泛适用性的土壤风蚀模型奠定理论基础。
2014-01对NCAR CLM3.0(Community Land Model)的冻土过程参数化进行了改进。根据平衡态的热力学关系和考虑含冰量的土壤基质势的经验公式定义了冰点下的最大液态水含量,超过最大液态水含量的部分冻结为冰,并在水导率的计算中加入了冰的阻挡作用。利用青藏高原改则站2003年4月1日至2004年12月31日的观测资料进行了单点模拟试验,模拟结果表明,原模式对辐射通量模拟比较准确,但低估了冬季冻结期的液态水含量,高估了冰含量,土壤温度也因此出现偏差,改进冻土参数化后对液态水和冰的模拟明显改善,土壤温度模拟也更接近实测,部分改进了模式对土壤水热过程的模拟能力。
针对障碍环境下具有非完整约束月球车的运动规划问题,提出了一种基于离散化位姿的月球车运动规划方法。该方法首先将月球车的运动轨迹限定于多项式旋线,通过求解多项式旋线参数生成无障碍条件下连接任意位姿状态的运动轨迹。同时,该方法对月球车运动规划问题中的位姿状态空间进行离散化,形成离散化的位姿状态空间。根据离散化位姿状态空间的特点,在离线的条件下生成连接相邻离散位姿的月球车基本的运动轨迹集。最后该方法结合基本运动轨迹集并利用启发式搜索算法最终解决障碍条件下的运动规划问题。基于动力学仿真平台中的实验结果验证了该方法的正确性和有效性。
研究了一种应用参数化控制求解月球探测器精确定点软着陆最优控制问题的方法。首先用约束变换技术将不等式约束进行了近似处理,而后利用若干个分段的常数去逼近最优解,再根据强化技术通过时间轴上的变换,将每一段参数的持续时间转变为一组新的参数,于是最优控制问题被转化为一系列参数优化问题。最后应用经典的参数优化方法即可求得最优控制函数的一个近似解,通过增加参数个数,重复优化得到逼近连续最优解的参数化解。同时在优化过程中考虑了制动初始点的选取对结果的影响。仿真结果表明了所提设计方法是简单、有效的。
将自适应遗传算法与模拟退火算法相结合,形成一种自适应模拟退火遗传算法。该算法不但具备了自适应遗传算法的强大全局搜索能力,也拥有模拟退火算法的强大局部搜索能力。针对月球软着陆轨道优化的特点,利用一种新的参数化方法将轨道优化问题转换为非线性规划问题,并应用提出的自适应模拟退火遗传算法进行优化。数值结果表明:该算法的收敛速度快,优化精度高,且避免了初值敏感、病态梯度和局部收敛等问题,能够搜索到全局最优轨道。
对黑河流域上游山区水源涵养林区2003年春季土壤温度、湿度变化进行分析,运用耦合冻土参数化和没有耦合冻土参数化的大气模式MM5对该区春季过程进行了模拟,并与观测值进行对比,对模拟的产流量做了初步分析.结果显示:考虑冻土参数化方案对土壤温度模拟的改进主要体现在表层土壤,对深层土壤温度的模拟没有大的改进;考虑冻土参数化方案改进了对100 cm深度以内的土壤含水量的模拟,很大程度上缩小了模拟值与观测值之间的绝对误差.总体来讲,考虑了冻土参数化的模拟结果在一定程度上改进了模式对黑河流域上游季节冻土区土壤温、湿状况的模拟,在一定程度上逼近祁连山区的春季土壤状况.考虑冻土参数化和没有考虑冻土参数化对产流量的模拟表明,冻土参数化对产流量模拟有很大影响,冻土形成的不透水层可以产生更多的地表径流.尽管考虑冻土参数化过程对模拟结果有一定程度的改进,但模拟结果与实测结果还是有一定差距的.因此,进行寒区冻土过程模拟时,还需要进一步对土壤信息、模式物理过程,大气背景场驱动数据以及局地因素进行详细而精确的考虑,以期进一步提高模式在寒区的模拟性能,特别是为高寒山区无观测地带陆气相互作用研究提供依据.
【中文摘要】针对现有陆面过程模型不足，发展包含各种下垫面（特别我国重要的雪盖，冻土和干旱区等）水—热输运耦合模型，发展新型的植被光合作用和水热输运过程耦合的物理生化模型，形成有我国下垫面特色、完整的植被圈、冰冻圈和土壤圈耦合垂向一维交换模型。在此基础上，用嵌镶式格点模型，扩展该模型能局部处理非均匀下垫面的影响。以配合全球气候耦合系统研究。
2003-01
