近10年黄、渤海海域入海气旋的统计特征和加强原因分析

利用2008?2018年逐小时自动站资料、常规地面高空观测资料、NCEP-FNL资料,统计黄、渤海7级及以上气旋大风过程,围绕气旋加深率和气压梯度讨论气象因子与气旋强度和发展关系,根据Petterssen地面气旋发展公式讨论温度平流、涡度平流和非绝热加热在气旋中的作用。结果表明:(1) 70.5%气旋入海后加强,14.7%成为爆发性气旋,17.6%气旋入海过程强度不变,11.7%气旋入海后减弱。影响黄、渤海的温带气旋过程主要发生在秋季,春冬季次之,夏季一次也没有出现过。入海发展的气旋多位于200 hPa高空急流出口左侧或者分流辐散区,入海减弱的气旋多位于高空急流出口右侧。(2)影响黄、渤海域的气旋有3类:自西北向东南移动的蒙古气旋(17.6%);自西向东移动的黄河气旋(49%);自西南向东北移动的江(黄)淮气旋(33.4%)。江(黄)淮气旋在秋季容易发展为爆发性气旋。黄河气旋和蒙古气旋入海后最大风区域通常出现在气旋的西北象限(或偏西象限),江(黄)淮气旋最大风区域出现在气旋的东南象限。(3)温度平流是气旋入海发展最重要的物理量因子,温度平流对气旋入海发展比对气旋强度更敏感。5次爆发性气旋过程中温度平流和涡度平流均高于其他气旋过程。非绝热加热与气旋强度的相关性较强,与气旋发展相关性弱。(4)江(黄)淮气旋过程中温度平流和非绝热加热较强,黄河气旋过程中涡度平流较强,涡度平流和非绝热加热对蒙古气旋的作用较弱。     

1981年我国东部沿海温带气旋特征分析

1981年出现63个气旋(图1),可粗略地分为江淮气旋,东海气旋和黄河气旋等三类,其中江淮气旋32个,东海气旋15个,黄河气旋16个。63个气旋中,引起东部沿海局部海区阵风等于或大于8级的有21次,达到6—7级的14次:6级风以下的28次。现将气旋的 强度与大风等特征分述如下。 (一)气旋强度弱 从表1可看出,常年由气旋波发展成 气旋和强气旋的占全年总数的25％;而 1981年只占全年总数的14％,其中气旋 比常年少4.7个,强气旋未出现。显而易 见。1981年是气旋和强气旋出现较少的 一年,这与1952年相类似(1952年气旋 出现9次,强气旋一次也没出现)。     

我国南极科考站附近气旋的特征分析

本文基于欧洲中心的ERA-Interim再分析数据,采用雷丁大学的气旋自动识别与追踪算法,建立了1979-2013年中国南极科学考察站长城站、中山站以及泰山站划定的统计区域内气旋数据集。基于这套数据,分析了3个站区附近气旋的气候特征,包括:气旋数量、空间分布、强度、加深率等,并研究了达到爆发性发展的气旋的时空特征。分析表明,长城站以及中山站气旋数量均有增加趋势,但都未达到显著水平;泰山站气旋数量的减少趋势达到显著性水平。3个站区的气旋统计表明,长城站统计区域内气旋活动最频繁,且爆发性气旋活动相对较多;中山站、长城站气旋的数量和空间分布具有季节变化,气旋数量夏季较其他3个季节偏少、偏弱;泰山站气旋活动最少,并且大部分影响到该站的气旋都处于消亡阶段,气旋的强度较弱,故气旋活动对该站的影响较弱。     

中国近海温带气旋的时空变化特征

基于1979-2012年共34年的ECMWF逐日4次平均海平面气压的再分析资料,采用英国雷丁大学气旋客观追踪算法,对出现在我国近海的温带气旋(气旋生命史1d以上,移动距离大于500km)的时空分布特征进行统计分析。结论包括以下几点:(1)1979-2012年进入中国近海的温带气旋平均每年45个,气旋数量呈现春夏多而秋冬少的特点。20世纪90年代初至今,气旋数量呈增加趋势,其中北部海区气旋数量增加达到显著水平,东部海区气旋数量表现为不显著减少,故认为影响中国近海的气旋路径有北移的趋势。(2)进入我国近海的温带气旋主要有4个生成源地,按比例由高到低分别是江淮气旋(38.9%),东海气旋(25.2%),黄河气旋(24.3%)以及蒙古气旋(11.6%)。气旋入海后,当大气海洋条件适合时,可以爆发性增长,气旋爆发性增长的主要区域在朝鲜半岛及以东洋面以及日本以东洋面,在我国近海气旋爆发的比例较小。(3)气旋生命史主要为1~7d,但生命史为1~4d的气旋比例最大,平均占气旋总数的52%,其中夏季长生命史气旋(大于10d)的比例最大,为8%,冬季最少,接近3%。冬季气旋最强,气压分布区间大;夏季弱气旋多,中心气压分布集中。     

中尺度暖涡对热带气旋强度变化的影响及作用机制

基于两组理想化数值试验，对比研究了分布于热带气旋不同位置处的海洋中尺度暖涡所引发的热带气旋强度变化的时空特征。研究发现，热带气旋中心附近的暖涡对热带气旋强度有增强作用，而位于热带气旋外围的暖涡则会抑制热带气旋的发展。本研究将暖涡增强（减弱）热带气旋强度的区域称为内（外）区。随着时间的推移，内（外）区暖涡对热带气旋强度的增强（减弱）幅度逐渐减小（增大），区域范围同步减小（增大）。内区暖涡增强了热带气旋的次级环流和结构对称性、增加了海气界面热通量，同时减弱了外围螺旋雨带，进而导致热带气旋强度增强；若暖涡在外区，其对热带气旋的作用相反，导致热带气旋强度减弱。由于理想化试验中热带气旋静止不动，因此研究结果可能只适用于传播速度较慢的热带气旋。本研究结果有助于更好地理解热带气旋和海洋中尺度暖涡之间的相互作用，并通过引入热带气旋外区暖涡的影响助力提高热带气旋强度预报工作。     

北太平洋上一个爆发性气旋族的结构分析

利用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析格点资料和HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model)模式对2012年1月1—10日发生在北太平洋的一个爆发性气旋族进行了研究,并对气旋族的两个主要成员Parent Low(气旋A)和Child Low(气旋B)的演变过程和时空结构进行了详细分析,发现在气旋A和气旋B的爆发性发展阶段,200hPa高空的辐散区向气旋输送正涡度平流,气旋处于500hPa大槽前部,系统轴线西倾,低层有强冷平流向气旋中心输送并与锋面结合,温度梯度较大。气旋西侧较强北风携带的冷空气与冷锋前来的暖湿空气相遇,为气旋的发展提供有利条件。从形势场上看,气旋B爆发性发展主要是依靠气旋A所提供的环流背景场。气旋A在高空为气旋B提供正涡度平流,在低空通过环流将冷平流输送到气旋B内部,使气旋B低层斜压性增加。在气旋A和气旋B的向东移动和"互旋"过程中,两者之间水汽输送通道逐步建立。东移过程中,气旋A不断向气旋B进行水汽输运,使得气旋B系统内部水汽含量增加,为气旋的发展提供能量。利用后向追踪法对气旋B中心附近的空气进行追踪发现,在1 000m以下,来自气旋A的空气占到总数的一半以上,可以认为气旋A是气旋B低层水汽来源的主要途径之一。     

不同深厚气旋入海发展中环境因子作用对比研究（英文）

利用FNL再分析资料,统计2008—2012年入海发展江淮气旋并根据气旋不同深厚程度及季节特征分为:暖季深厚型、暖季浅薄型、冬季浅薄型和春初底层型。各类气旋的统计及合成分析表明四类气旋入海基本特征为:入海路径可分为东路和东北路;冬季与初春气旋入海发展增强幅度大于暖季;不同深厚气旋入海后均有下垫面摩擦力减小近海面风力增强,大风区扩大且由气旋偏东位置向东南偏移;暖季气旋入海降水强度增幅明显,并与气旋深厚程度成正比,冬季及春初气旋入海后降水增幅小,春初气旋后部有零散强降水。对入海发展机制的合成诊断显示,气旋中凝结潜热释放对暖季气旋起重要作用,并与气旋深厚程度成正比,对冬季气旋也有正贡献,但对春初底层型气旋无明显作用。春初底层型对海面动力热力影响更敏感,入海后正涡度区的垂直伸展较其它型更显著。而有利于气旋加深的上空辐散中心位置高度与气旋的深厚程度成正比。气旋入海发展中环境因子分析显示,下垫面非绝热加热对冬季和初春气旋作用显著,对暖季气旋影响不明显。高空急流动量下传与下垫面摩擦减弱促使各类气旋增强。湿位涡对暖季气旋有重要正贡献,对深厚气旋作用更强。冬季和初春风场的惯性稳定度和切变稳定度的共同作用有利于气旋增强。1 000 h Pa上湿斜压项MPV2显示的气旋区域温湿锋区位置及强度与入海气旋雨区及雨强对应较好,具有显著指示性。     

2003年3月北大西洋上两个爆发性气旋的“吞并”过程及发展机制分析

本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的0.125(°)×0.125(°)的ERA-Interim再分析资料、美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)提供的MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)可见光云图、气象卫星合作研究所(Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies,CIMSS)提供的GOES-EAST红外卫星云图等资料以及WRF(Weather Research and Forecasting)数值模式的模拟结果,对2003年3月北大西洋上一个爆发性气旋B“吞并”另一个气旋A后快速发展机制进行了分析。气旋A和B均生成于美国东部,气旋A于2003年3月5日06 UTC生成,气旋B于6日00 UTC生成,且比气旋A向东北方向移动得更快,7日18 UTC达到最大加深率3.27 hPa·h^-1。在北大西洋中部地区,从8日00 UTC开始,气旋B吞并气旋A后形成气旋C,8日12 UTC气旋C中心气压达到最低值938.3 hPa。高空急流、低空水汽输送和潜热释放为气旋A和气旋B的快速发展提供了有利的环流背景场。气旋B吞并气旋A的过程经历三个阶段:前期阶段、吞并阶段、完成阶段。利用WRF模式模拟结果的分析表明,气旋A和B之间建立水汽输运通道,水汽从气旋A向气旋B输送。气旋B吞并气旋A后形成气旋C快速发展的主要原因是暖平流的作用。     

秋季西北太平洋上热带气旋研究进展及展望

西北太平洋是全球热带气旋生成频数最多的区域,相较于夏季热带气旋,对于秋季热带气旋的研究相对较少。随着2000年后登陆我国的秋季热带气旋中超强台风的比例逐渐增多,并对我国造成严重的灾害,秋季热带气旋的研究受到越来越多的关注。对西北太平洋秋季热带气旋的研究进展进行回顾和总结,主要包括秋季西北太平洋上热带气旋的活动特征、影响因子以及登陆我国热带气旋的特征与影响等3方面,并对研究秋季热带气旋的未来方向进行了展望。     

南大洋夏季气旋的统计特征

为增加对南半球气旋及爆发性气旋的理解,利用美国国家环境预报中心NCEP(National Centers for Environmental Prediction)提供的1(°)×1(°)FNL格点资料对南大洋2004~2007年3个夏季(12,1,2月)热带地区以外的气旋及爆发性气旋的位置及路径等特征进行统计分析,发现1月份为南大洋夏季气旋与爆发性气旋发生发展的高峰月,55°S~70°S为气旋分布最大值区,较多的气旋生成于南美洲东部、南极半岛附近,而爆发性气旋则大多生成于澳大利亚大陆西南50°S~60°S内,南极半岛东北部以及20°E,60°E附近,并且随着夏季向秋季过渡,南大洋气旋位置分布逐渐向高纬度集中。南大洋夏季气旋及爆发性气旋路径走向大多为东-东南走向,个别为东北走向。南大洋夏季气旋生命周期平均为2~6 d,水平尺度平均约为1000 km,爆发性气旋一般维持在1周左右,水平尺度平均约为3000 km。特殊的地理环境使得南大洋气旋具有发生频率高、中心气压值低、水平尺度大等特点。     

On the parametric resonance of container ships

This work deals with parametric resonance which poses a great danger especially for container ships sailing in following or head seas. Important parameters that are effective in roll resonance are pointed out. For this purpose, a containership is taken as an example to analyze its stability in longitudinal waves based on the method worked out by American Bureau of Shipping (ABS). Unfavorable sailing conditions such as heading and speed, which directly depend on the environmental conditions, have been determined for this particular ship. These conditions may be reported to the master to guide him to keep his ship out of parametric resonance zones. Numerical details of the procedure have been worked out and provided as well.     

大型沉箱出运工艺的优化

沉箱预制时在沉箱底部四个角各放置一个木盒,该木盒经防腐处理,一面作为牵引孔、朝外、不封、其余五面用木板封住。木盒上面预留一个直径15㎝朝上的销钉孔,放置销钉。放置木盒时需与周边钢筋留有至少8㎝以上的钢筋混凝土保护层,浇筑混凝土时在销钉孔放置圆形预埋件。沉箱出运时以钢丝绳扣为拉鼻,通过销钉孔利用大直径圆钢作为销钉固定钢丝绳,牵引机将拖运牵引力传给沉箱,带动沉箱前移。     

浅表土体强度对黄河水下三角洲微地貌形成的控制作用

通过在黄河三角洲潮滩现场进行土体强度试验研究，发现黄河三角洲沉积土体强度浅表存在空间非均匀性，指出浅表土体强度的非均匀性是控制黄河水下三角洲微地貌形态复杂性的基础。     

Study of tide prediction method influenced by nonperiodic factors based on support vector machines

Harmonic analysis, the traditional tidal forecasting method, cannot take into account the impact of noncyclical factors, and is also based on the BP neural network tidal prediction model which is easily limited by the amount of data. According to the movement of celestial bodies, and considering the insufficient tidal characteristics of historical data which are impacted by the nonperiodic weather, a tidal prediction method is designed based on support vector machine (SVM) to carry out the simulation experiment by using tidal data from Xiamen Tide Gauge, Luchaogang Tide Gauge and Weifang Tide Gauge individually. And the results show that the model satisfactorily carries out the tide prediction which is influenced by noncyclical factors. At the same time, it also proves that the proposed prediction method, which when compared with harmonic analysis method and the BP neural network method, has faster modeling speed, higher prediction precision and stronger generalization ability.     

Structural Stress Monitoring and FEM Analysis of the Cutting Operation of the Main Bracket of A Semi-Submersible Platform

For a semi-submersible platform in repair, the eight old main brackets which connect columns with pontoons need to be replaced by new ones. In order to ensure the safety of the cutting operation of the old main bracket and calculate the initial stress condition of new main bracket, the structural stress monitoring of eight key spots is carried out, and then the calibrated finite element model is established according to the field monitoring results. Before cutting the main bracket and all associated structures, eight rectangular rosettes were installed, and a tailored cutting scheme was proposed to release the initial stress, in which the main bracket and associated column and pontoon plates were partly cut. During the cutting procedure, the strains of the monitoring spots were measured, and then the structural stress of the monitored spots were obtained. The stress variation characteristics at different spots during the initial cutting operation were shown and the initial stress condition of the monitored spots was figured out. The loading and support conditions of the semi-submersible platform were calibrated based on the measured initial stress condition, which made the finite element model more credible. The stress condition with the main bracket and associated structures being entirely cut out is analyzed by the Finite Element Method(FEM), which demonstrates the cutting operation to be safe and feasible. In addition, the calibrated finite element model can be used to calculate the initial stress condition of the new main bracket, which will be very helpful for the long-term stress monitoring on the main bracket.     

基于地球化学参数的海底沉积物端元定量判识方法研究Ⅰ.分离沉积物端元的最优斜交成分因子算法

系统介绍“分离沉积物端元的最优斜交成分因子算法”,此算法包括主成分分析、因子得分成分化和最优斜交变换三部分．此算法可获得成分化的非负的斜交因子得分,弥补了Ｑ型因子分析仅能用于样品间的相互关系及样品的分类研究,而不能胜任海底沉积物端元物质分离工作之不足．方法适合于沉积物物源端元定量分离工作．将此方法应用于冲绳海槽海底表层样,成功地分离出长江陆源物质．此方法同样适合于诸如岩石、水体、土壤污染等混合过程的端元定量分离工作．     

长江口海水入侵数值预报网络发布系统

文中对利用三维数值模拟技术所建立一个高分辨率的三维盐度数值信息集进行数据挖掘和可视化分析,采用ADOBE公司的RIA技术,针对海水入侵数值预报信息所固有的特性和规律,通过动态可视化技术对数据进行形象化、对其信息赋予智能化,从而展现各信息集的各个数据层面的属性、规律,透过动态视觉效果,进一步反映和揭示了数据信息所映射的时空规律特征。研究的目标是利用Studio 8的核心技术来构建一套海水入侵数值预报动态可视网络发布系统。     

A fuzzy set theory approach to flagging out: towards a new Chinese shipping policy

The paper seeks to model the benefits and costs involved in the decision to flag out, and to provide arguments for alternative policies, aiming to counteract this age-long phenomenon. Based on the analysis of the evolution of worldwide and Chinese flagging out, the emphasis in the paper is on the comprehensive effect assessment of flagging out and the required adjustment of Chinese shipping policy. To identify the determinants of such an adjustment, the paper introduces fuzzy set theory and related models, aimed to assess the economic effects of flagging out through the use of context-dependent economic and societal indicators (factors). The degree to which such indicators contribute to the choice of flag decision is assessed through a questionnaire survey. In parallel, and in the context of the determinant analysis of fuzzy models, the paper probes into the ‘policy competition’ and ‘government intervention’ policies to counteract flagging out. In the same context, a comparative analysis of shipping policies between China and traditional maritime countries is undertaken, in order to assess the current ‘openness’ of the Chinese shipping policy and explore possible policy alternatives. The paper concludes that the preferred policy alternative for China would be the establishment of second international ship register.     

海底输油管道掩埋状况调查研究

本文用全球卫星接收定位系统（ＧＰＳ）与浅地层剖面系统（ＧｅｏＣｈｉｒｐ Ｓｕｂ－Ｂｏｔｔｏｍ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ）对珠江三角洲的铜鼓、伶汀、九州水 底输油管道掩埋状况进行勘测,全部数据记录在声纳图像增强工作站。经室内回放增强处理得出硬拷贝资料,然后将全部定位资料输入计算机用ＧＩＳ系统进行处理得出测线的ＫＰ点。解释出所测管道掩埋状况,文中列出了管道几种掩埋状况,为海洋工程调查研究提供参考。     

一种改进的卫星高度计绝对定标方法:以中国黄海海上试验为例

An improved absolute calibration technology based on indirect measurements was developed through two probative experiments, the performance of which was evaluated by applying the approach to in situ sea surface height(SSH) at the Tianheng Island(tidal gauge) and the satellite nadir(GPS buoy). Using Geoid/MSS(mean sea surface) data, which accounted for a constant offset between nadir and onshore tidal gauge water levels, and TMD(tidal model driver), which canceled out the time-varying offsets, nadir SSH(sea surface height) could be indirectly acquired at an onshore tidal gauge instead of from direct offshore observation. The approach extrapolated the onshore SSH out to the offshore nadir with an accuracy of(1.88±0.20) cm and a standard deviation of 3.3 cm, which suggested that the approach presented was feasible in absolute altimeter calibration/validation(Cal/Val), and the approach enormously facilitated the obtaining SSH from the offshore nadir.