Nonlinear density fluctuation field theory for large scale structure

We develop an effective field theory of density fluctuations for a Newtonian self-gravitating N-body system in quasi-equilibrium and apply it to a homogeneous uni-verse with small density fluctuations. Keeping the density fluctuations up to second or-der, we obtain the nonlinear field equation of 2-pt correlation ξ(r), which contains 3-pt correlation and formal ultra-violet divergences. By the Groth-Peebles hierarchical ansatz and mass renormalization, the equation becomes closed with two new terms beyond the Gaussian approximation, and their coefficients are taken as parameters. The analytic solu-tion is obtained in terms of the hypergeometric functions, which is checked numerically.With one single set of two fixed parameters, the correlation ξ(r) and the corresponding power spectrum P(k) simultaneously match the results from all the major surveys, such as APM, SDSS, 2dfGRS, and REFLEX. The model gives a unifying understanding of several seemingly unrelated features of large scale structure from a field-theoretical per-spective. The theory is worth extending to study the evolution effects in an expanding universe.     

渭河下游一次强降水过程自动站资料分析

利用常规气象观测资料以及卫星和多普勒雷达监测资料,对2010年6月2日晋东南局地强降雹的天气过程进行分析。结果表明：此次降雹过程在500hPa高空环流形势场上呈典型的偏北气流型,低层辐合、高层辐散;蒙古脊前、冷涡后部偏北气流促使冷空气动力下传是这次局地强对流天气主要的动力触发机制;雷达回波演变显示位于低涡后部的强回波分布分散,呈现“爆米花”状;卫星云图上云顶亮温的变化与对流云团的发展有着很好的对应关系,孤立云团的合并使能量集中和加强,有利于冰雹的产生。     

雷电灾害调查鉴定软件系统及其应用

通过Delphi编程语言、Paradox文件数据库、BDE数据连接引擎三者合一,编程构建计算机软件管理平台,完成雷击事件的录入登记、调查分析、结论鉴定以及过程中的文档、影音、图片等一系列资料的分析处理和整理归档。该软件平台系统建立后台数据库,具有雷电灾害资料数据的输入、保存、检索、排序、备份等功能,系统能够自动生成各种数据表格、分析报告,把查询、分析、统计的结果等直接导入到Word或Excel文档中,查询、打印和日常管理等非常方便。该系统针对性强、易于操作、方便快捷,交互界面良好,具有较强的实用性。     

支持向量机在半干旱半湿润地区水文预报中的应用研究

支持向量机是近年来提出的一种机器学习新算法,采用结构风险最小化准则,把学习问题转化为一个二次规划问题来获得最优解,克服了BP神经网络方法中无法避免的局部极值问题。根据支持向量机的原理和方法,在介绍半干旱半湿润地区汾河水库上游流域自然及水文特性的基础上,建立了基于支持向量机的径流预测模型,利用1990-2005年的水文资料进行了检验,并与BP神经网络预测结果进行了对比,结果表明,支持向量机预报模型的精度比BP神经网络有提高,且月径流和非汛期日径流中的预报结果可以用于指导实践。     

青岛奥帆赛高分辨率数值模式系统研制与应用

该文初步建立了青岛奥帆赛高分辨率数值模式系统（包括预报模式和释用模式）。预报模式基于Weather Research & Forecast（WRF）模式V3.0,模式设计为网格数60×50×38,水平分辨率500 m。在IBM小型机上用8个线程作15 h预报所需机时约为1 h 20 min,可满足实时业务预报需要。利用高分辨率边界层模式和城市小区尺度模式对该预报结果进行了动力释用（水平分辨率分别为100 m和10 m）。该模式系统于2008年夏季进行了实时运行试验,模式产品在北京奥运气象服务中心青岛分中心使用。结果表明:该模式系统有较强的稳定性和实用性,对城市热岛、海陆风、地形及建筑物影响等局地环流特征有较好的模拟效果。数值试验分析表明:城市化引起城市热岛效应,增大了海陆温差,使海风加强;城市建筑物拖曳作用使风速减小,从而使海风推进速度减缓;精细下垫面资料的引入对海风等局地环流高分辨率数值模拟至关重要。     

A Polarized Radiative Transfer Model Based on Successive Order of Scattering

Based on Successive Order of Scattering approach, a full Vector Radiative Transfer model (SOSVRT) for vertically inhomogeneous plane-parallel media has been developed. To overcome computational burden of convergence, a simple approximation technique by truncating scattering orders with a geometry serial is used to reduce computational time. Analytical Fourier decomposition of phase matrix with three symmetry relationships and two mutual inverse operators has been implemented to further improve the computation efficiency. To improve the accuracy, a post-processing procedure is implemented to accurately interpolate the Stokes vector at arbitrary angles. Comparisons with the benchmarks for an atmosphere of randomly orientated oblate spheroids show excellent agreement for each stokes parameter (within 0.1%). SOSVRT has been tested for different atmospheric condition against RT3, which is based on doubling-adding method, the results approve that SOSVRT is accurate and much more efficient in vector radiative transfer modeling, especially for optical thin atmosphere, which is the most cases in polarized radiative transfer simulation. SOSVRT is written in fortran 90 and the code is freely accessible by contacting the author.     

大气边界层阵风相干结构的产生条件

壁湍流相干结构的发现是近代湍流研究的重大进展之一,从20世纪50年代开始,在大气边界层湍流中也发现了相干结构——对流云街,并进行了系统的研究。近些年来,人们发现在近地层湍流中也存在相干结构。利用北京325 m气象塔对城市下垫面中大风和小风天气的风速分析,发现较有规律的周期3~6 min的阵风,且有明显的相干结构,而对不同下垫面的阵风研究,均发现存在这种相干结构,这种阵风相干结构对通量输送有不可忽视的作用。本文利用2012年4月甘肃省民勤县巴丹吉林沙漠观测塔的超声风速和平均场风速、温度观测资料,对阵风相干结构的产生条件进行了分析。采用傅立叶变换,将三维超声风速按频率分成基流(周期10分钟以上)、阵风扰动(周期1到10分钟)、湍流脉动(周期小于1分钟)三部分,结合平均场的资料分析发现:阵风相干结构出现在静力中性、不稳定甚至略微稳定的条件下,或者说机械作用主导的大气边界层,阵风区就会出现相干结构,热力作用对其有抑制和干扰的作用。从而,阵风的相干结构和壁面相干结构都出现在中性条件下,是机械湍流的现象,都主导着动量能量的输运。阵风区的相干结构并不等同于对流云街,他们出现在不同的大气稳定度条件下且尺度不同。     

近50年东北地区热量资源变化特征

利用1951—2005年东北地区100个气象站日平均气温资料,得出各年代稳定通过10℃,0℃积温及其持续天数和起止日期分布的变化,进而分析了气候变暖背景下东北地区热量资源的变化特征。结果表明:东北地区气温持续增暖,线性趋势达0.4℃/10 a,较我国其他地区更为显著,且与各热量资源指标有较好的相关性。东北地区气候变暖使得稳定通过10℃,0℃积温普遍显著升高,且稳定通过10℃,0℃积温的持续天数也普遍显著增加;稳定通过10℃,0℃积温和持续天数的等值线在东北平原和相对平坦的内蒙古高原向北大幅度推进,而在山区有向高海拔地区抬升的趋势;稳定通过10℃,0℃积温持续天数普遍增加是受到起始日期提前和终止日期延后的影响,而且起始日期提前比终止日期延后的影响更明显。东北地区热量资源的变化有利于东北地区粮食产量的提高和稳定。     

山西省诱发地质灾害的气象因素特征分析

利用山西省地质环境中心提供的1956-2004年间32个区划县由气象因素诱发的354例地质灾害和山西省气候中心提供的与354例突发性地质灾害相对应的当天、前14天逐日24 h的降水量等资料,分析了地质灾害发生的时空分布特征及降水量、降水强度、降水持续时间、降水累积量与突发性地质灾害的关系,结果表明:气象因素诱发的地质灾害以滑坡为主.地质灾害东部多于西部、山区多于平川,集中发生在6-9月.日降水量＞50 mm时,发生滑坡的概率为65.5%;连续15天累积雨量＞100 mm时,发生滑坡的概率为81.3%.此外,分析地质灾害与影响天气系统关系发现:副高西进北抬往往导致单发性地质灾害,东退南压则往往导致群发性地质灾害;地质灾害发生在副高外围5840和5880 gpm线之间的区域.