积云模式下三维闪电分形结构的数值模拟

为了提高积云模式对雷暴云内电过程的模拟能力,将Mansell提出的放电参数化方案在起始击穿阈值和闪电通道感应电荷的分配过程上进行改进,耦合了已有的三维强风暴动力—电耦合模式中。对STEPS(Severe Thunderstorm Electrification and Precipitation Study)试验中一次雷暴个例以及对中纬度地区理想雷暴个例的模拟表明,引入了新放电参数化方案的模式模拟出闪电在发展特性和几何结构上和观测结果有较好的一致性。模拟结果还表明:闪电的类型与极性取决于背景电荷结构以及闪电的起始位置,只有底部存在正电荷堆时才会产生负地闪,且负地闪的起始点均具有较高的负电势。闪电通道上感应电荷的沉降会改变通道附近水成物粒子上携带的电荷,这对雷暴云内复杂电荷结构的形成有重要作用。经统计,模拟的地闪和云闪通道的分形维数平均值分别为1.47和1.69。对起始击穿阈值的敏感性试验表明,随着起始击穿阈值的增大,首次闪电时间会向后推迟,当采用逃逸击穿时首次闪电产生的时间最早;闪电数量随起始击穿阈值的增大而减少;当使用固定击穿阈值(100,150和200 k V)时得到的云地闪比均小于使用逃逸击穿时得到的云地闪比,使用逃逸击穿时得到的云地闪比与观测结果最为接近。     

双多普勒雷达风场反演对一次后向传播雷暴过程的分析

利用常规观测、雷达和加密自动站资料,对2013年9月13日上海地区的一次以后向传播为主要特征、伴有强降水和大风的强对流过程进行了分析,并采用双多普勒雷达风场反演等技术,对其形成的环境条件及后向传播机制进行了研究。由于上海连续多日处在副热带高压(副高)西北侧边缘,具备了充足的水汽和较强的不稳定条件,地面辐合线在上海北部触发了初始对流,其出流与地面风场的辐合在西南侧不断触发出新的对流单体,出现了与引导气流相反、指向西南方向的雷暴传播矢量,当单体的新生传播速率大于引导流速率时,雷暴整体产生了与引导气流相反的后向移动。针对该后向传播机制的研究表明:对流单体强下沉运动形成的阵风锋在其西南方向与环境西南风辐合,并与该处原有的地面辐合线碰撞造成更强烈的上升气流,触发新的单体生成,新单体发展成熟后产生强降水和强下沉运动,加强和维持了其西南侧的阵风锋,使得阵风锋向西南方向推进并继续触发新单体生成;风场反演的垂直运动分布和演变也显示了多个对流单体从东北向西南依次表现出消散、成熟和新生阶段的特征。因此,本次过程中形成了"雷暴单体新生发展—成熟后缓慢东北向移动—产生强降水、下沉运动和大风在其西南侧触发新单体"的循环;向西南方向推进的地面阵风锋与原有的地面辐合线共同形成了雷暴西南侧局地锋生区,与新生对流区的位置一致,是该次过程后向传播的主要原因。     

全国自动气象站实时观测资料三级质量控制系统研制

迄今,中国气象局已在全国建立了55000余个地面自动气象站（含国家级自动站和区域自动站）。为了促进众多台站观测资料质量提高,在实时业务中保障用户用到基本正确有效的数据,2009年底中国气象局启动了“全国自动站实时资料质量控制与综合评估系统建设”工程,旨在研制一套基本适用于全国自动站实时观测数据的质量控制技术方法,建立台站、省级、国家级资料部门的地面自动站实时资料三级质量控制与反馈业务系统。在探究自动站错误数据表现形式的基础上,研制了自动站实时观测数据质量控制技术;从业务分工与应用角度,设计建立了台站负责质量监控、省级负责质量控制和国家级主要负责质量评估的自动站实时资料三级质量控制系统。该系统已在2400多个国家级气象台站、31个省级和国家级资料部门安装部署与业务应用。通过系统建设与应用,实时上传的自动站数据质量得到明显改善。主汛期全国自动站逐小时气温、降水数据可用率分别从2009年的88%、83%提升到2012、2013年的98%左右。     

低涡和副热带高压共同影响下的暴雨落区分析

应用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,分析低涡和副热带高压共同影响下的暴雨过程,发现暴雨落区并不与低涡位置及路径一致,因而不能简单的按其位置和路径预报暴雨落区,应着眼于暴雨发生的物理机理,注意分析影响系统的空间结构、发展阶段和地面形势的演变特征。在有锋面系统影响时,初始对流往往由锋面触发,因此,暴雨的第一落区在锋面附近。冷锋触发的暖区暴雨随后出现,不需强的动力辐合条件,可能远离低涡中心,而是位于副热带高压边缘的高温湿舌内。另外,应密切关注周边初生的对流云团及其移入时造成的暴雨。     

徐州持续性霾过程的季节特征分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料及污染物浓度小时资料,从天气形势、地面气象要素特征、污染物浓度变化、霾形成及维持的机制等方面,分析了徐州2013年持续性霾过程的季节特征。结果表明：秋、冬季中高层为西到西北气流,低层暖脊,地面为高压后部或鞍型场;春、夏季在中高层西南风、低层高压后部偏南气流、地面风场不是很弱的情况下出现持续性霾。秋、冬季霾日夜间风速接近静风,白天风速较夜间略大,风向以偏北和偏东居多;春、夏风向、风速相对稳定,风速维持2~3 m·s-1,风向多为东到东南。秋、冬季出现霾时层结稳定,具有明显的贴地层逆温结构,逆温层顶较低,春季逆温层顶略高于秋、冬季,而夏季出现霾时可以是不稳定的层结,低层也不具备明显逆温特征。冬、夏季霾区上空多为微弱的上升运动,高度不高,其上为下沉气流;春、秋季夜间到早晨霾区上空多为下沉气流。     

基于冗余属性的OOX文本数字水印算法

针对流行最广的Office Open XML 格式文档(即MS Office 2007—2013),提出一种基于冗余属性的文本数字水印算法.利用OOX(Office Open XML)文档包中部件的冗余信息来嵌入水印,并使水印与文档的格式信息绑定,可有效抵抗针对文本内容的攻击.该方法具有较强的鲁棒性和较大的嵌入容量,能够抵抗"另存为"、"清除格式"等攻击,且没有改变原始文档显示字符的任何格式信息,这是以往针对格式文档提出的水印方法做不到的,同时,也没有改变原始文档的任何语义信息,这也是以往的基于语义(自然语言)的水印方法做不到的.实验结果说明了该算法的可行性.     

2011年盛夏石家庄一次短时暴雨分析

2011年7月26日石家庄市出现一次暴雨冰雹天气,其特点是500 h Pa及以上高空强冷空气导致高空形势在12 h内发生剧变,短波槽快速南下,致使探空观测和数值预报失灵。本文对其他监测资料进行分析,发现这种剧烈变化的天气有明显特征:卫星云图上河套北部逗点云系尾长而粗壮,有向南发展趋势,云系后部的暗区表明干冷空气侵入,与低层暖湿空气形成对流云,尾部断裂表明冷空气加速南下。单站要素变化显示,石家庄地面假相当位温比正常值高了8℃,出现异常不稳定能量。强对流天气发生在假相当位温密集带内,能量中心假相当位温最高达到90℃以上,100 km内假相当位温温差超过25℃,最大降雨出现在假相当位温密集带内。雷达回波呈西南—东北带状排列,前部最大强度为65 d BZ,强回波前形成阵风锋,正负最大速度均超过20 m/s,飑线自西向东移动,它的移向和发展程度决定降雨和冰雹的路径和强度。石家庄市区风向转变和形成地面辐合线分别较降水起始时间提前21 min和30 min。     

1956-2011年黑龙江省龙卷风气候特征

利用富士达—皮尔森强度分类法对1956—2011年黑龙江省229个龙卷风样本进行分类,分析龙卷风事件的时空分布特征,探讨典型龙卷风个例的环流背景及形成机制。结果表明：1956—2011年黑龙江省龙卷风灾害具有明显的时空分布特征,20世纪60—80年代龙卷风活动频繁,90年代龙卷风发生频次最少,2001—2011年龙卷风发生频次略增加。龙卷风主要集中发生在夏季,以7月发生最多,且多出现在午后至傍晚。对龙卷风空间分析发现黑龙江省绥化地区是龙卷风多发区,与该地区的地理位置、气候条件和大气环流特征有关。不稳定的形势场是龙卷风产生的基础,暖湿气流的输送和冷暖空气的强对流运动为龙卷风的产生提供了有利条件。     

国外商业绅士化研究进展及其对本土研究的启示

商业是城市中最活跃,并且对城市发展和空间重构产生重要影响的功能之一。近20年来,随着产业转型与城市更新实践,日益突出的商业绅士化现象愈发引起国外学术界关注。同时,多源数据和定量分析方法的利用,促进了商业绅士化专题研究逐渐增多。商业绅士化的发生背景、表现特征、推动主体与形成机制,以及商业绅士化导致阶层置换、加深种族隔离等社会空间效应是主要的研究内容。通过对国外商业绅士化研究文献的梳理,以期展示城市商业高档化重构的机理以及绅士化演进的复杂性。基于当前我国城市转型和消费转型的特征与趋势,尝试提出对商业绅士化本土研究方向和方法的启示。     

系外行星系统掩星周期变化研究进展

在掩星法发现的系外行星系统中,如果存在其他未知的伴星绕同一颗恒星运动,掩星行星由于受到伴星引力的影响,运动轨道将发生变化,轨道周期不再是常数,而是变化的。利用这种变化探测掩星系统中的其他行星,已成为一种新的方法。主要介绍了未知行星与掩星行星之间的引力作用引起的掩星周期变化效应,以及掩星周期变化法探测系外行星的理论和研究进展状况,最后简要讨论了几种影响掩星周期变化的其他因素:共轨行星、卫星、潮汐效应、相对论效应及恒星的引力四极矩等。