Modelling of the spatial evolution of extreme laboratory wave crest and trough heights with the NLS-type equations

The statistical properties of long-crested nonlinear wave time series measured in an offshore basin have been analyzed in different aspects such as the distributions of surface elevation, wave crest, wave trough, and wave period. Comparison with linear, second-order and third-order theoretical models indicates that although bound wave effects also contribute to the deviation from a Gaussian process, it is the modulational instability that primarily determines the discrepancy in the evolution process in the presence of strong nonlinearity. Interestingly enough, wave crest is more sensitive to the quasi-resonant four-wave interaction effect than wave trough and the scaled maximal wave crest presents a linear regression model with the coefficient of kurtosis. Meanwhile, the estimation of the observed statistical properties is reconstructed on the basis of an ensemble of 100 wave series simulated by the NLS-type equations and compared favourably with the experimental results in most cases. Moreover, with the increased third-order nonlinear effect the difference between NLS and Dysthe simulations is enlarged and mainly reflected on the distribution of wave crest.     

季风低压对台风生成影响的观测分析

选取2007年和2009年发生的4个季风低压个例, 利用FNL资料和CMORPH卫星反演的降水资料, 采用多尺度环流分析法, 对西北太平洋季风环流的多尺度特征进行了分析, 研究季风低压对台风生成的可能影响。分析发现:季风低压生成于季风槽中, 其天气尺度波列的气旋性环流中。虽然以季风槽为特点的低频环流为台风生成提供大尺度气候条件, 但是季风低压通过进一步提供较大的正相对涡度, 可以有效减小Rossby变形半径, 促进热带低压中中尺度对流系统的相互作用和合并, 有利于台风的生成。     

南京北郊大气垂直扩散参数特征的测量及其应用

利用平面照相法,以江苏南热发电有限责任公司#Q2号烟囱为研究对象,进行了500次拍摄,通过风向风速、云量、太阳高度角等气象数据,确定了不同稳定度下南京北郊大气扩散参数的特征。与P-G扩散曲线对比发现,在强不稳定A、弱不稳定C、中性D层结中,南京北郊的大气垂直扩散参数在距离排放源200 m范围内更不稳定,而在200—1000 m范围内更稳定。其中,不稳定B层结的扩散曲线与P-G扩散曲线一致,较稳定E、稳定F层结出现于白天的频率很低。对比垂直扩散参数幂函数表达式σ_z=γx~α的系数值γ和α,本研究中α值分别比国家标准增加了28. 6%(A层结)、56. 4%(C层结)、30. 4%(D层结),而B层结的α值却比国家标准减少了22. 9%。此外,通过高斯扩散公式计算得到SO_2和NO_X扩散到观测点的浓度,发现该计算值仅占气象楼污染气体监测平台实测SO_2和NO_X浓度的0. 82%和0. 69%。结合风场发现,SO_2和NO_X实测值受观测点东部工业污染物排放的叠加效应影响较大。其中,NO_X的实测值在受到偏东风和偏南风的影响时具有较大值,且在0. 5～1. 5 m·s~(-1)的较弱风速影响时,NO_X的实测值将达到60μg·m~(-3)以上。     

环抱式防波堤口门航道横流三维特性研究

环抱式防波堤口门易出现较大横流,且三维特性明显。针对连云港主港区深水航道,建立三维潮流数学模型,并用现场航槽实测资料进行验证,在此基础上计算分析了不同潮差条件下口门段进港航道横流的三维特性。研究结果表明:最大横流约出现在高潮位前1.5 h,自表层至底层相继出现,且表、底层出现时刻仅相差0.5 h;因航道边坡较小,最大横流时未见水流分离现象,航槽底部没有反向流;各层最大横流值均与涨潮潮差有关,且相关程度高;航道内最大横流垂向分布梯度随潮差增加略有增大。     

2013年初桂北寒潮天气过程分析

运用Micaps资料和地面观测实况资料,对2013年1月3-5日桂北寒潮天气过程进行了诊断分析,结果表明：（1）此次寒潮天气过程的特点是降温快、回温慢,且过程日平均气温低;（2）此次寒潮过程的冷空气堆积过程完成后,是由横槽转竖引导槽后冷空气大举南下入侵广西,造成的桂北寒潮天气;（3）中暖下冷的逆温层结维持时间与降雪冻雨时段对应较好,逆温层结被破坏后,桂北的持续雨雪天气也宣告结束,气温开始逐步回升;（4）中低层水汽辐合及较强的槽前正涡度平流也是产生降雪的必要条件之一。     

南支槽与孟加拉湾风暴结合对一次高原暴雪过程的影响

利用NCEP/NcAR逐6 h 1°×1°。再分析资料与常规和非常规观测资料,对2007年11月云南德钦高原暴雪产生的原因进行了研究,探讨南支槽与孟加拉湾风暴结合对高原东南部强烈天气的影响过程。结果表明:(1)在南支槽和孟加拉湾风暴结合的天气尺度条件下,槽前偏南风低空急流受高原大地形阻挡产生的高原切变线是高原暴雪的直接影响系统;(2)由于地形和冷空气的作用,上升运动向北倾斜使高原对流层中上层首先出现上升运动,整层上升运动在高原切变线和次级环流上升支的共同作用下强烈发展。孟加拉湾风暴北上与南支槽结合、高原切变线北移和风暴低压临近使德钦上升运动出现三次增强;(3)南支槽前偏南风低空急流向北输送水汽,部分水汽被抬升到高空,部分水汽绕过高原东南角向下游输送。高空水汽经高原上空沿着高空西风急流向下游远距离输送。高、低空水汽通道不重合往往会影响高原及其下游强降水落区的预报。受高空水汽输送影响,高原东南部纵向岭谷区具有高层大气最先增湿的特征,近地层水汽通量长时间强烈辐合有利于高原暴雪的形成;(4)上游冷空气沿南支西风到达孟加拉湾,促使南支槽加深和维持有利于引导盂加拉湾风暴北上,南支槽前偏南风低空急流把暖湿空气输送上高原,同时横槽转竖冷空气从高原南下,冷暖空气在德钦交汇形成强锋区也是暴雪产生的一个有利条件。(5)高原暴雪的锋区结构具有中纬度锋面天气特征,在暴雪发生的锋区附近,满足倾斜位涡发展和条件性对称不稳定。     

正倒垂法变形监测的原理与数据分析

大坝变形监测是一项精度非常高的工作,正倒垂作为一种十分常用的监测方法,在大坝的变形监测中发挥着巨大的作用。首先介绍了正倒垂法变形监测的原理与方法,通过采集隔河岩大坝四个测点的正倒垂观测数据,重点探讨和分析了大坝水平位移与环境量之间的关系及其变化规律,并由此得出一些相关结论,最后提出了正倒垂的一些改进措施。     

“95.8”川西大暴雨成因分析

通过对“９５．８”大暴雨过程的全面技术总结，揭示了多种尺度系统间相互作用对产生大暴雨过程的贡献，并指出了云团的发生及其发展源于北方冷空气和南方低空急流持续影响所形成的两个中间尺度垂直环流。     

Upper- and Lower-tropospheric Circulation Anomalies Associated with Interannual Variation of Pakistan Rainfall during Summer

This study investigated the large-scale circulation anomalies, in both the upper and lower troposphere, associated with the interannual variation of rainfall in Pakistan during summer, using the station observation data in this country and circulation data of the NCEP?NCAR reanalysis from 1981 to 2017. Results showed that the upper- and lower-tropospheric circulation anomalies associated with monthly rainfall variability exhibit similar features from June to August, so analyses were performed on June?August circulation and Pakistan rainfall data. The analyzed results indicated that summer rainfall in Pakistan is enhanced when there is an anticyclonic anomaly to the northwest of Pakistan in the upper troposphere and easterly anomalies along the southern foothills of the Himalayas in the lower troposphere, and vice versa. These upper- and lower-tropospheric circulation anomalies were found to be related, but show unique features. The upper-tropospheric anticyclonic anomaly is closely related to the Silk Road Pattern along the Asian westerly jet, while the lower-tropospheric easterly anomalies are related to the cyclonic anomaly to the south of Pakistan, i.e., intensified South Asian monsoon trough. The results presented here suggest that the interannual variability of summer rainfall in Pakistan is a combined result of upper- and lower-tropospheric circulation anomalies, and of extratropical and tropical circulation anomalies.     

2012年早春广西高架雷暴冰雹天气过程分析

利用常规观测资料和雷达资料,对2012年早春广西高架强雷暴冰雹天气过程进行分析,得出以下结论:(1)冰雹伴随雷暴发生在地面锋后约1000 km,边界层为冷高压控制.850 hPa风速较小,700 hPa以上层有强急流,700～850 hPa有强的垂直风切变,500 hPa高空冷槽东移为对流的发生提供触发条件.(2)冰雹发生在850 hPa切变线南北两侧约200 km范围,等压面锋区强度大;高空槽前正负变温使700～500 hPa垂直方向温度差大,导致层结对流不稳定性加大.当500 hPa低槽移至强锋区上空时,锋面坡度变陡,上升运动加强,不稳定性增大,使得冰胚在对流层中层增长而形成冰雹.(3)风暴追踪信息显示风暴生成高度高,在垂直方向上倾斜增长;质心均在5～6 km,风暴生成后,随着时间的推移逐渐向低层发展,最大反射率以及液态含水量均不大,具有明显高架雷暴特征.