对我国地震预报水平的认识

文章对我国地震预报的水平进行了讨论,并根据对积累资料的分析,介绍了中长期预报水平和中短临预报水平的实况。     

西藏高原斜压对流边界层风、温、湿廓线特征

利用1998年夏季第2次青藏高原大气科学试验当雄观测站的边界层观测资料以及拉萨、改则和武汉等地探空资料,分析讨论西藏高原斜压对流边界层风、温、湿廓线的特征. 研究结果表明,高原地区白天对流边界层发展可高达2200m,显著超过中纬度平原地区和海面上对流边界层高度. 高原对流边界层中温度廓线具有较好的混合特征,湿度廓线有时在某一高度上出现湿度极大值. 高原对流边界层内热量和水汽收支分析表明,水平平流作用对边界层结构具有重要作用. 在对流边界层中平均风速垂直分布存在风切变现象. 水平温度梯度形成较强的斜压性是形成边界层风切变的主要原因.     

延伸期可预报分量的预报方案和策略

延伸期时间尺度虽然超过逐日天气预报时效理论上限,但仍然存在可预报的气象场特征.本文针对延伸期尺度的可预报分量,提出了有针对性的预报方案和策略.基于大气系统的混沌特性,从误差增长的角度在数值模式中分离了可预报分量和不可预报的随机分量,将可预报分量定义为在预报时段内误差增长较慢的分量,它对初值小的误差不极其敏感.通过在预报过程中滤除随机分量,保留可预报性较高的分量,建立起针对可预报分量的数值模式,避免小尺度分量预报误差的快速增长对预报效果的影响.同时,结合历史资料,利用相似-动力方法对可预报分量的预报误差进行订正,达到减小模式误差和从统计角度考虑随机分量对可预报分量影响的目的.结果表明,该方法能有效提高数值模式对可预报分量的预报技巧,从空间分布上体现为对可预报性较高的地区改进更为明显;从空间尺度上看,改进最为明显的是0波,其次是超长波和天气尺度波,与各尺度的可预报性有很好的一致性.该方法能有效减小可预报分量的模式误差,提高预报技巧,显示出良好的业务应用前景.     

一次冷锋过境过程的中尺度通量观测

根据Taylor假定 ,通过对铁塔定点观测冷锋过境湍流资料的谱分析 ,分离出其中尺度过程 ,从而计算出其中尺度通量 .计算结果的分析表明 ,在强背景风场条件下 ,湍流动量输送占据绝对优势 ;当背景风较弱时 ,中尺度动量通量不能被忽视 ,它甚至强于湍流动量通量 .而中尺度感热通量的强弱受多种因素的制约 .总的说来 ,冷锋后的中尺度感热通量大大强于湍流感热通量 .对于湍流通量参数化计算的理论分析表明 ,在较长的时间尺度进行湍流通量参数化时 ,有必要考虑因中尺度扰动而产生的修正 .合理的通量计算参数化方案需要全面包含湍流通量、中尺度通量以及中尺度过程对湍流通量的修正     

有利环流形势下北京降雪空报原因

利用常规资料及微波辐射计、风廓线等新型探测资料,分析了2007年2月7日当大尺度环流形势非常有利并且华北东部地区出现大范围降雪的情况下,京津地区未产生降水及导致预报失误的主要原因。大范围环流形势演变分析结果表明,700 hPa以上辐合系统前部的偏南气流将水汽输送到降水区,且回流冷空气形成的冷楔和华北倒槽提供了有利的背景条件。弱冷空气南压导致倒槽填塞没有影响京津地区而且边界层内辐合系统产生的上升气流较弱是造成京津绝大部分地区未出现降水的原因之一。大湿度区层次高、湿层薄是北京城区没有降雪的另一重要原因。造成此次降雪空报的主要原因是:数值模式对边界层相对湿度预报过高,且时效间隔较长、其间的天气形势难以判断;不利于降雪的实况信息显现得过晚。北京东部个别测站出现降水的可能原因是在短时回流条件具备的同时有高空槽过境,但动力抬升条件差。在较强偏南暖湿气流提供水汽的同时,海拔高、水汽易于凝结是北京西北部的几个较高海拔测站出现降雪的原因。     

运用重构高维相空间的方法对地震过程及其预报问题的研究.

运用重构高维相空间的方法对实际震例观测资料进行分析,以研究地震过程动力学行为和有关预报的问题.认识到地震过程是混沌的.因此,从理论上讲对地震可以在可预报时间长度里进行确定性的预报.讨论了运用这种方法进行地震研究的一些有关问题(如几种主要量及其之间关系、所使用资料的背景条件与分析结果的关系、降维过程与地震预报问题等)和意义.      

数值模式延伸期可预报分量提取及预报技术研究

针对延伸期尺度的可预报分量,借鉴了CNOP相关算法,形成了在数值模式中提取可预报分量的实用方法和预报技术.从模式预报误差增长的角度将模式变量分为可预报分量和不可预报的混沌分量,将可预报分量定义为在预报时段内误差增长较慢的分量.基于现有的国家气候中心月动力延伸预报业务模式,建立了针对可预报分量的数值模式.同时结合历史资料有用信息,对数值模式的可预报分量,在历史资料的可预报分量中寻找相似场,降低了相似判断过程中变量的维数,进一步对可预报分量的预报误差进行订正.对混沌分量利用历史资料,通过集合预报方法得出其期望值和方差.数值试验结果表明,该方法能有效提高10～30天延伸期数值模式大气环流场的预报技巧,具有良好的业务应用前景.     

山西临汾中心地震台水平摆倾斜仪对全省及周边地区地震的异常响应

2009年至今,山西境内及周边地区相继发生多次有感地震,文章着重分析几次地震前临汾台水平摆观测资料出现的异常变化和同震响应能力,并对资料在映震中存在的相关问题进行探讨,为准确利用水平摆资料预测、预报地震提供依据。     

电线积冰微物理机制初步研究：观测和模拟

利用2008/2009和2009/2010年冬季在恩施雷达站观测得到的能见度、云雾滴和雨滴微物理特征量以及积冰厚度资料,结合同期的自动气象站和常规气象资料,对恩施地区电线积冰产生、增长、维持和脱落阶段的天气背景、气象条件以及云雾和降水粒子的微物理特征进行分析.结果表明：积冰发生期间,地面形势场表现为冷锋过境,850hPa高空受冷高压和冷温度槽控制,500hPa高空的西南气流提供水汽;积冰的开始时间基本为傍晚以及凌晨,而积冰的脱落时间为中午12时左右,脱落时的气温为-1～0℃;积冰增长期云雾滴的平均液水含量要明显大于其他3个阶段,且在积冰厚度的增长期都出现了降水;液水含量与积冰厚度的增长率呈正相关,相关系数达0.62;同时对积冰厚度进行了模拟,模拟结果能较好反映实际冰厚变化.     

水化学地震前兆短临预报指标和方法研究

本文主要包括两方面内容：１．单项异常的判别和确认：２、短临预报指标的提取和地震三要素的预测。根据苏，浙，沪，皖水化测报区多年的预报实践和震例资料，从多种角度进行统计分析，结合日常预报经验，初步建立了反映现阶段资料状况和认识水平的统计性短临预报指标和地震三要素的预报方法。经检验，具有实用性和可操性作。     

天气尺度扰动流场对区域暴雨的指示能力

观测的大气流场可以物理分解为气候流场、行星尺度纬圈平均扰动流场和天气尺度扰动流场.低层大气的天气尺度扰动流场中的切变线、南方气旋、北方气旋、冷锋槽线、西南涡暖切变线、热带气旋、倒槽切变线、东风波切变线等对区域暴雨具有指示意义.扰动流场中的环流系统更适合天气分析的原理.中国的暴雨带多为扰动辐合线两侧气流对峙的结果.观测流场中,暴雨带出现在低空急流的左侧,是因为气候流场掩盖或削弱了天气尺度扰动流场的作用.对切变线暴雨,天气尺度扰动流场有99%的诊断能力,而原始流场只有66%的指示能力.     

中国区域夏季再分析资料高空变量可信度的检验

利用全球探空资料(IGRA)对1989—2008年美国国家环境预报中心(NCEP)和大气研究中心(NCAR)再分析资料、NCEP和美国能源部(DOE)再分析资料、NCEP气候预测系统再分析资料(CFSR)、日本气象厅25年再分析资料(JRA-25)、欧洲数值预报中心再分析资料(ERA-Interim)和美国国家航空航天局(NASA)现代回顾性再分析资料(MERRA)的高空变量在中国地区对流层中高层的可信度进行了初步的检验.分析结果表明:再分析资料对中高层位势高度和温度的夏季平均气候态具有较好的再现能力,其EOF的时空变化特征与观测吻合也较好;再分析资料的绝对湿度值较观测结果要偏大,其中MERRA与观测最为接近.再分析资料不能很好地反映经向风的夏季平均气候态及年际变化特征,EOF的时空模态和观测偏离也较大.总体而言,NCEP/NCAR、NCEP/DOE及NCEP/CFSR对这些变量的再现能力较JRA-25、ERA-Interim和MERRA弱.     

登陆东南沿海热带气旋的异常特征及其成因研究

应用1949～2005年热带气旋（台风）年鉴资料，对西太平洋以及登陆我国东南沿海地区的热带气旋活动的特征进行了分析，发现西太平洋生成热带气旋个数和登陆我国热带气旋的个数有略为减少的趋势，而登陆我国热带气旋的强度有显著增强趋势.2005年西太平洋生成热带气旋数偏少，但其中登陆我国的强热带气旋比例却明显偏高.对导致这种异常现象的大尺度环流条件的分析表明，前期南亚高压和副热带高压势力偏强，台风期副高偏强、东亚夏季风偏弱、水平风垂直切变等因子不利于热带气旋生成；而西太平洋西部异常的水汽输送、弱风垂直切变、海表面温度异常以及中低纬系统之间相互作用等则可能是导致登陆我国热带气旋强度异常偏强的主要原因.     

Wind-induced instabilities and monitoring of wind turbine

This paper presents real-time monitoring data and analysis results of the non-stationary vibrations of an operational wind turbine. The advanced time-frequency spectrum analysis reveals varied non-stationary vibrations with timevarying frequencies, which are correlated with certain system natural modes characterized by finite element analysis. Under the effects of strong wind load, the wind turbine system exhibits certain resonances due to blade passing excitations. The system also exhibits certain instabilities due to the coupling of the tower bending modes and blade flapwise mode with blade passing excitations under the variation of wind speed. An analytical model is used to elaborate the non-stationary and instability phenomena observed in experimental results. The properties of the nonlinear instabilities are evaluated by using Lyapunov exponent estimation.     

The relationship between the deep-level structure in crust and brewing of strong earthquakes in Xingtai area

IntroductionWiththefurtherstudyonthefinestructureofcrustandapplicationoftheCTtechnologytotheresearchonthecontinentaldeepstructureinNorthChina,thenon-heterogeneityofcrustanduppermantleintheseareashasbeenclearlyacknowledged.Zeng,etal(1991)gavethefocalmodeloflargeearthquakeinNorthChina,inwhichthemostimportanttraitisthetransversenonuniformoftemperaturedistributiononthetopofthemantle.Liu,etal(1986)studiedtheseismictomographyofNorthChinaregion,andindicatedthattherearemanydifferentlowervelocityare…     

Bagnold's kink: A physical feature of a wind velocity profile modified by blown sand?

Bagnold (1941) made detailed measurements of the wind profile modified by blown sand. He noted that each velocity profile appeared to be kinked and suggested that the position of the kink corresponded to the height at which an average or a characteristic trajectory extracted the bulk of its momentum from the wind. However, Anderson and Haff (1988) have shown that in aeolian sand transport the grain cloud is made up from a distribution of trajectory paths and that it was an over-simplification to attempt to describe the complex behaviour of the grain cloud in terms of a single representative trajectory. These recent developments leave the nature and even the existence of the kink observed by Bagnold (1941) open to question. This paper shows that a kink is indeed a physical feature of the modified wind velocity profile and that it is caused, as Bagnold (1941) suggested, by a maximum, occurring at some height above the surface, in the momentum extracted by the grains from the wind. Further comments are made on both the form of the modified wind velocity profile and the fluid shear stress profile in the grain layer. In particular these comments, based upon a theoretical analysis, suggest an experimental means to measure the mean surface fluid shear stress and to gain, from accurately measured wind profiles, a greater insight into the grain cloud which caused the modification.     

Observations of estuarine circulation and solitary internal waves in a highly energetic tidal channel

Despite vigorous tidal and wind mixing, observations in an estuarine tidal inlet in the Wadden Sea show that during part of the tidal cycle, vertical stratification and internal waves may still develop. Acoustic Doppler current profiler (ADCP) and conductivity, temperature, depth observations, collected over the past 6 years at 13 h anchor stations (ASs), reveal that these occur especially during slack tide, when there is little wind and large freshwater discharge from nearby Lake IJssel. Measurements with a moored ADCP show that in the same tidal phase, strong cross-channel circulation develops, which may suddenly reverse circulation sense due to passing density fronts. In the vertically stratified phase that follows after the front passage, propagating mode-one solitary internal waves are observed. These are resonantly generated during decelerating tidal ebb currents when the (shear) flow passes a transcritical regime (Froude number equal to 1). A combination of photographs (including one from the International Space Station), bathymetric data, and ASs data leads to the discovery of yet another source of internal waves in this area, produced during slackening tide by propagating lee waves that develop over a deep trench. We suggest that both the cross-channel circulation as well as the (solitary) internal waves may locally be of importance for the (re)distribution and transport of sediments and nutrients and may influence tidally averaged transports.     

台湾岛对气流扰动的影响

本文根据一个三维气流过山的模型,用数值快速傅里叶变换方法,讨论理想东北季风气流经过台湾岛产生的扰动气压场、扰动垂直速度场和水平流场.经与实际东北季风下台湾岛的气候特征进行比较,结果令人满意.     

斜压对流边界层中风廓线和湍流特征的研究

在美国Ｋａｎｓａｓ和Ｎｅｂｒａｓｋａ交界处于１９９２年进行的ＳＴＯＲＭ－ＦＥＳＴ（ＳＴｏｒｍ－ｓｃａｌｅ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ－Ｆｒｏｎｔｓ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｓｔ）资料基础上,分析了 斜压对流边界层中温度、湿度和风速的垂直分布．分析表明,在对流边界层中温度和湿度常 显示很好的混合;但风速分量有时混合很好,有时则存在切变．计算了存在和不存在风切变 两种情况下的湍流动能收支．最后,讨论了对流边界层中风切变形成的可能原因．     

Modeling of turbidity dynamics caused by wind-induced waves and current in the Taihu Lake

A simple turbidity model was developed with a sound physical basis based on in situ high-frequency observations of short-term, strong wind-induced sediment suspension in Taihu Lake, China. The validation results show that the model could successfully simulate turbidity caused by strong wind events, despite the relatively poor simulation accuracy for high values of turbidity caused by the entrainment of cyanobacteria by turbulence. The in situ observations and model simulation results indicate that the wind waves were within a narrow spectral band, with spectral energy mainly distributed within the 0.28–0.75 Hz band on opposite sides of the peak frequency. These high-frequency and low-energy wind waves are sensitive to depth filtering. However, the average depth of the lake is only 1.9 m, and wind waves still represent the main force of sediment suspension at the sediment-water interface. Moreover, lake currents were of significance to the maintenance of background turbidity in calm waves or ripples and in the determination of critical shear stress. By considering the spatial distribution of hydrodynamics and sediment, the model can be used to simulate the turbidity of the entire lake as well as boundary conditions for three-dimensional numerical models.