中国气温变化的两个基本模态的诊断和模拟研究

我国地域辽阔，气候复杂多变，在全球变暖的背景下研究中国近百年来的气温变化具有重要的意义。为此我们重建了中国东部71个站1880—2004年四季气温距平序列。通过EOF分析发现了中国气温变化的2种最基本的模态：东部一致变化和关内关外相反变化。这2种模态不随季节变化，而且在不同时期也是稳定的。通过研究这2种模态与变暖趋势的关系发现，20世纪80年代以来的变暖主要是由于第一模态在该时期持续的正位相增强造成的；而20世纪20~40年代的变暖主要是由于第二模态所呈现的正位相所造成的。此外，我们检验了这2种模态在大气环流模式（CAM）中的表现。结果表明：121年（模式中1880—2000年）的集合模拟在一定程度上可以重现第一模态的变化，而第二模态则仅在冬季表现明显。最后，以冬季为例，利用1880—2004年重建及观测的500 hPa高度场资料，通过合成分析进一步研究了这2种模态的环流机制：第一模态正位相对应纬向环流增强，表现在地面气温分布上为东部一致变暖。而负位相则对应东亚大槽加深，东部地区一致变冷。第二模态正位相对应的环流分布则为从东亚北部到阿留申为负距平，东亚到北太平洋中纬度为正距平；对应地面气温分布为关内变暖关外变冷。负位相时环流分布基本相反。这样的环流机制得到了模式研究的支持。     

拉斯曼丘陵新生代剥露作用的裂变径迹证据

在西南极和横贯南极山脉地区,新生代裂谷和剥露作用非常普遍。但是,文献中很少记录东南极地区的新生代剥露作用。文中根据东南极普里兹湾拉斯曼丘陵地质样品的磷灰石裂变径迹年龄和热历史的模拟,认为在东南极海岸边缘存在新生代的隆升和伸展作用,其年龄为始于(49.8±12)Ma。该年龄略晚于西南极裂谷系的启动年龄(约60~50Ma)。由于差异隆升作用,在拉斯曼丘陵地区发育了更新的正断层作用——拉斯曼丘陵拆离断层的新活动,其年龄为约5.4Ma。东南极周缘新生代裂谷和伸展作用的普遍存在,是冈瓦纳裂解以来大陆分离和印度洋形成的结果。     

Time–frequency representation of earthquake accelerograms and inelastic structural response records using the adaptive chirplet decomposition and empirical mode decomposition

In this paper, the adaptive chirplet decomposition combined with the Wigner-Ville transform and the empirical mode decomposition combined with the Hilbert transform are employed to process various non-stationary signals (strong ground motions and structural responses). The efficacy of these two adaptive techniques for capturing the temporal evolution of the frequency content of specific seismic signals is assessed. In this respect, two near-field and two far-field seismic accelerograms are analyzed. Further, a similar analysis is performed for records pertaining to the response of a 20-story steel frame benchmark building excited by one of the four accelerograms scaled by appropriate factors to simulate undamaged and severely damaged conditions for the structure. It is shown that the derived joint time–frequency representations of the response time histories capture quite effectively the influence of non-linearity on the variation of the effective natural frequencies of a structural system during the evolution of a seismic event; in this context, tracing the mean instantaneous frequency of records of critical structural responses is adopted.The study suggests, overall, that the aforementioned techniques are quite viable tools for detecting and monitoring damage to constructed facilities exposed to seismic excitations.     

大气中对称不稳定机制的动力学分析及暴雨的分析与预报

用气块法从力学角度对对称不稳定机制及在对称不稳定条件下产生的环流进行分析，更全面地定义了对称不稳定及它的产生机制和中尺度环流形成的过程。对暴雨个例诊断分析表明，有些强降水区在降水前和降水过程中存在着不对称不稳定，说明对称不稳定条件下形成的环流对暴雨有引发和加强作用。在以往研究原基础上，总结出了利用常规观测资料分析对称不是否存在，及其能量大小的方法，用它来预报是否降水及降水的强度，从而提高降水预报准确率。     

WAVE-CISK对称不稳定谱点分布的半圆定理

采用滞弹性近似研究了WAVE-CISK下对称性扰动的谱点分布,得到了WAVE-CISK下对称不稳定扰动谱点分布的半圆定理,用其可估计该对称不稳定增长率的上界.发现存在WAVE-CISK时加热反馈和层结参数对该不稳定的增长率均有重要影响.WAVE-CISK加热反馈越强、基流的垂直切变越大,扰动的垂直结构越简单则该不稳定增长率的上界就越大.存在WAVE-CISK时滞弹性近似下的对称不稳定发生的条件也较Boussinesq近似下的更苛刻.     

谱模式T63L9正规模初值化方案及试验

推导了全球谱模式T63L9的正规模,对求得的垂直和水平正规模做了分析,与其他文献进行了比较.在此基础上,为其资料四维同化系统研制了一套合适的绝热非线性正规模初值化方案,并进行了一系列试验.分析表明:方案的研制是成功的,它有效地消除了模式早期积分中虚假的高频振荡,明显改进了短期预报的效果;初值化不仅对随后的一次预报有明显的改进,而且通过同化循环,提高了整个资料同化和预报的质量.     

THE DEVELOPMENT OF SYMMETRIC DISTURBANCE SUPERPOSED ON BAROCLINIC FRONTAL ZONE UNDER THE ACTION OF DEFORMATION FIELD*

The development of symmetric disturbance superposed on the background field of Hoskins-Bretherton (1972) frontogenesis model is investigated by means of WKBJ approach,It is found that the forcing of large-scale deformation,the frontal circulation and the spatial-temporal variations of stability parameters (F²,N²,M²) can bring about the development of symmetric disturbance,even though the frontal baroclinic flow is symmetric stable (F²N²-M²>0),The frontogenetical process of deformation confluence zone and the ascending branch of frontal circulation are in favor of the development of symmetric disturbance,The actions of ageostrophic shear in frontal zone and the variation of stability parameters are dependent on the structure of disturbance.     

东北平原西部沙地近10年的沙质荒漠化

东北平原西部沙地位于欧亚大陆中纬度巨型沙带的东部边缘，为我国沙质荒漠化土地的东缘，是我国自然环境最好的沙区，随着经济的发展，生态环境遭到严重破坏，沙质荒漠化景观日益明显，尤其是南部的科尔沁沙地，沙质荒漠化已十分严重，已经超过与其相邻的西部环境条件更差的沙区，利用RS和GIS，根据NOAA/AVHRR数据建立的沙质荒漠化监测指标，对东北平原西部沙地沙质荒膜化现代过程进行了动态监测，在此基础上利用TM数据对沙质荒漠化的发展方式与成因进行了深入的探讨，并有针对性地提出了区域沙质荒漠化的防治对策。     

Arnol'd Nonlinear Stability Theorems and their Application to the Atmosphere and Oceans

Within the context of atmospheric and oceanic fluid dynamicsthe problems of nonlinear stability and instability, particularlythe Arnol'd second type nonlinear stability, are surveyed.The stability criteria obtained by means of the energy-Casimirand energy-Lagrange methods are presented for a varietyof models, the estimates for various generalized perturbationenergy and enstrophy are given. Potential applications of thesecriteria are shown in the estimation of bounds on the perturbationenergy and enstrophy, in the diagnostic study of the persistence orbreakdown of jet flows in the middle and high latitudes, and in theverification of the validity of the tangent linear model in bothatmospheric dynamics and oceanography.Some further research results are also highlighted.     

水库洪水标准的风险分析

将标准风险评估方法应用到水库洪水标准的风险分析中，并以柴河水库为例，说明水库洪水标准的风险分析方法是可行的，具有推广价值。