全球资料同化中误差协方差三维结构的准确估计与应用Ⅰ:观测空间协方差的准确估计

观测误差与背景误差协方差在四维资料同化和业务资料分析系统中起到决定性作用,它决定着观测信息与背景初猜值信息的相对重要性以及这些信息在空间及不同变量间的扩展方式。由于实际大气的真值并不知道,需要发展不同的技巧来估计观测误差与背景误差协方差,其中在观测空间利用观测与背景初猜值之差来分离观测误差与背景误差协方差的方法估计出的结果较为准确,其估计出的观测误差可直接用于资料分析系统中,背景误差可作为标尺来度量其他方法估计结果的可靠性。文章采用国家气象中心T213L31全球中期分析预报系统的6 h预报作为背景初猜场及同时段冬夏两个季节的北半球探空,利用贝塞尔函数拟合方法来分离观测误差与背景误差协方差,并比较了东亚区、北美区、欧洲区3个探空资料均匀密集区的区域与季节变化结果。结果表明,观测空间拟合方法所要求的水平均质、各向同性在欧洲区和北美区成立程度较好,在东亚区略差,使用时需要斟酌。此外均方差区域间差别较大,在冬季明显大于夏季,温度场偏大0.2 K,风场偏大0.9 m/s。温度场在400 hPa以下与150 hPa以上,背景误差略小于观测误差,而在200—300 hPa,背景误差略大一些。风场的特点与温度场比较一致。温度与风场背景误差主要集中在前40波,并在20波左右达到最大,水平相关季节区域差别不大,而温度垂直相关比风场窄,两者相关范围比较大的波数主要集中在前20波。此外利用贝塞尔函数拟合方法获得结果的分析表明,在质量场中不同区域季节间温度误差的稳定性要明显好于高度场,涡度散度的稳定性要明显好于流函数和势函数,特别是对于特征长度更为明显。这表明利用贝塞尔函数拟合方法获得的结果对校准在全球资料同化中采用温度、涡度散度作为资料同化的分析变量具有一定的优势。     

0605号台风"格美"在江西致灾的气象成因分析

运用常规观测资料、T213资料等,对0605号台风“格美”的移动路径和暴雨成因进行了分析。分析结果表明,“格美”登陆后虽然强度迅速减弱,但由于其减弱后的低气压环流在江西逗留时间长,所携带的水汽和造成的辐合上升条件足以造成江西出现暴雨天气。通过分析探空、地面加密自动站和闪电定位等资料进一步指出,地面中尺度辐合线、对流不稳定和地形抬升的共同作用,加剧了赣西南局地降雨的强度。由于前期台风“碧利斯”已造成赣州市出现较强降水,赣南土壤含水量、地下水位和江河湖库水位均较高,使得“格美”造成的短时强降雨迅速产生有效径流和汇流,导致局地山洪暴发而致灾。     

我国北方春季沙尘暴的异常及其对冬季青藏高原地面感热的响应

选用中国178个常规气象观测站建站～2000年历年春季沙尘暴日数资料,分析了近50a来中国北方春季沙尘暴的气候特征。在此基础上进一步揭示了我国北方沙尘暴的形成、发展以及造成的危害。结果表明：我国北方春季沙尘暴存在东西反位相差异,近50a来,春季沙尘暴日数总体趋势在减少,但20世纪末又有明显的回升趋势。这不仅与影响我国北方的冷空气路径有关,还与青藏高原冬季地面感热的异常密切相关。     

靖边气田西北部下奥陶统马五段白云岩储层特征及其分类评价

鄂尔多斯盆地靖边气田西北部下奥陶统马家沟组经历了约130 Ma的风化剥蚀淋滤作用,孔隙类型复杂多样,其中的马五₁₊₂和马五1₄亚段白云岩是该区主要的天然气储产层段,研究其储层特征并对其进行评价具有重要的理论和生产意义。通过钻井岩心、铸体薄片、扫描电镜及压汞测试等方法,对该区的白云岩储层进行了深入研究,结果表明,储层的储集空间主要为孔隙和裂缝,可细分为晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞、膏模孔、构造缝、压溶缝和溶蚀缝;孔隙结构包括大孔中喉型、中孔中-细喉型、小孔细-微喉型和微孔微喉型4种类型。针对该区储层特征的复杂性,综合选取孔隙度、渗透率、孔隙结构参数、排驱压力、中值半径和最大进汞饱和度参数,采用聚类分析法,将储层分为4种类型,从而更客观地反映储层的储-渗能力。      

一种新型梁柱装配式刚性节点的非线性静力分析

梁柱装配式刚性节点是一种新型节点,它具有构造简单、整体性能高、安装方便等优点。在采用等强度设计方法对新型梁柱装配式刚性节点初步设计的基础上,考虑几何、材料和状态三重非线性,利用ABAQUS软件进行了三维非线性有限元分析;通过变化节点参数,研究了此类节点在静力荷载作用下的破坏模式及荷载-位移曲线,得到了节点的破坏模式及承载力随几何参数的变化规律。研究结果表明:新型刚性节点的承载力略高于传统形式的节点。在对比分析的基础上,给出了新型刚性节点几何参数的取值范围:拼接板长度1.6h0≦l1≦1.9h0;拼接板的面积要满足A1/A≧1.2;梁预留段长度1.6h0≦l0≦2h0,其中A1为拼接板的横截面面积,A为梁翼缘横截面面积,h0为梁有效截面高度。     

潮湿环境中稻草的防腐效果及极限拉伸性能

滨海盐渍土存在盐胀、溶陷和吸湿软化等问题,需对其进行处理。设想使用高分子材料SH胶防腐处理稻草,以防腐后的稻草加筋滨海盐渍土。为评价浸胶稻草的防腐效果及其力学性能,测试了天然和浸泡SH胶稻草的吸水率,及天然、浸水、浸胶及浸胶后再浸海水稻草的极限拉力和极限延伸率。结果表明：（1）浸胶稻草与天然稻草相比,吸水率最多可降低50%,证实防腐效果较好;（2）浸胶后,稻草的极限延伸率和极限拉力最大提高了26%和23%;（3）同是浸泡在海水中,浸胶后稻草较天然稻草,其极限延伸率和极限拉力的最大增长率为12%和11%;（4）浸胶稻草的SEM照片观察及能谱分析表明,SH胶包裹了纤维并进入到稻草的孔隙中,增强了纤维间的联结,提高了稻草的极限抗拉性能。SH胶防腐后的稻草作为加筋材料是可行的。     

降水与滑坡稳定性临界值试验研究

针对暴雨型滑坡灾害预报预警服务的需要,以江西为研究区域,建立了8个滑坡灾害监测点.通过监测试验,较系统地研究了大气降水对地下水位、孔隙水压力、滑坡土体应力及滑坡稳定性的影响;进行了大气降水、地下水位和滑坡稳定性的模拟,初步确定了江西省8个代表点促使滑坡复活的临界降水量指标,初步划分出江西省滑坡灾害预警降水量临界值.     

高分子材料固化滨海盐渍土的强度与微结构研究

高分子材料SH固土剂与生石灰粉共同固化滨海盐渍土具有很高的抗压强度、抗拉强度和水稳性。由于SH固土剂对土颗粒的包裹作用及在土颗粒间和孔隙内形成的丝网状联接结构,使得固化土的强度和水稳性较单一石灰固化土提高很多,正弦波压缩疲劳作用降低了固化土的抗压强度。在一定的荷载值及幅值条件下,随疲劳次数的增加,抗压强度下降。30×103疲劳次数是强度下降的另一个起始点。固化土的微结构形貌照片显示,SH固土剂在两周固化龄期时形成了稳固的丝网状联接结构,四周龄期时结构已相当稳定。浸水后丝网状联接结构依然存在,表明SH固土剂的固化反应具有不可逆性。     

含盐量对滨海盐渍土物理及水理性质的影响

含盐量的增加使滨海盐渍土含水率与含液率间的差值变大,并导致高估土的干密度,低估土的孔隙比和饱和度。物理性质指标换算和颗粒级配分析试验结果表明,从2%的含盐量开始,随含盐量增加,胶粒含量减少,粘粒和粉粒含量增加,但25μm及以上的粒组含量变化不大。2%以内的含盐量对土的稠度指标影响微弱,当含盐量增加到11%时,盐分结晶形成了较多的晶体颗粒,使土的塑性指数明显下降并呈现出区段性。      

青藏高原腹地1985年雪灾成因分析

分析了１９８５年１０月青藏高原腹地一次特大雪灾的地面气象要素场及卫星辐射场特征,并对生成重雪灾的原因进行了初步探讨。结果表明：此次雪灾的范围与过程,降水量≥８ｍｍ与积雪深度≥５ｃｍ的范围基本一致,雪盖的后延冷却效应较强,持续时间近５个月;卫星辐射资料的分析计算结果表明,地气系统净辐射收支中行星以照率起入导作用。１１月积雪中心区域各因子均达极值－行星反照率距平高达１６％,ＯＬＲ距平值减小－１４．６Ｗ