Analysis of Deep Convective Towers in a Southwest-Vortex Rainstorm Event

The structure and organization of the extreme-rain-producing deep convection towers and their roles in the formation of a southwest vortex(SWV) event are studied using the intensified surface rainfall observations, weather radar data and numerical simulations from a high-resolution convection-allowing model. The deep convection towers occurred prior to the emergence of SWV and throughout its onset and development stages. They largely resemble the vortical hot tower(VHT) commonly seen in typhoons or hurricanes and are thus considered as a special type of VHT(sVHT). Each sVHT presented a vorticity dipole structure, with the upward motion not superpose the positive vorticity.A positive feedback process in the SWV helped the organization of sVHTs, which in turn strengthened the initial disturbance and development of SWV. The meso-γ-scale large-value areas of positive relative vorticity in the mid-toupper troposphere were largely induced by the diabatic heating and tilting. The strong mid-level convergence was attributed to the mid-level vortex enhancement. The low-level vortex intensification was mainly due to low-level convergence and the stretching of upward flow. The meso-α-scale large-value areas of positive relative vorticity in the low-level could expand up to about 400 hPa, and gradually weakened with time and height due to the decaying low-level convergence and vertical stretching in the matured SWV. As the SWV matured, two secondary circulations were formed,with a weaker mean radial inflow than the outflow and elevated to 300-400 hPa.     

栖霞市生木树泥石流隐患点发育特征及发展趋势分析评价

栖霞市生木树泥石流隐患点为烟台市471处地质灾害隐患点其中1处,曾于1979年7月因暴雨引发泥石流灾害,给当地村民造成严重经济损失。以该泥石流沟流域作为研究区,并以区内泥石流发育的自然环境、基本特征及形成泥石流的地质条件、物源条件和水源条件等勘察成果为基础,综合分析区内泥石流发育特征、类型、形成机理、引发因素,并选取相关参数对泥石流基本特征值进行计算,为同类型泥石流的防治提供科学依据。综合研究确定区内泥石流易发程度为轻度易发,现阶段泥石流沟发展阶段为发展期,泥石流灾害趋于相对稳定,但一旦遭遇暴雨至特大暴雨,可能会再次引发泥石流地质灾害。     

Needle trap-顶空进样-气相色谱法分析地下水中的苯系物

利用Needle trap集现场采样、无溶剂提取和热解吸进样等多功能为一体的特点,针对密闭的20mL顶空样品瓶(10mL样品),通过优化提取温度、样品平衡时间、注射器推杆循环抽拉体积、加盐量及现场采样保存时间等条件,确定了Needletrap吸附提取地下水中7种苯系物的最佳条件,用顶空进样气相色谱法测定,方法加标回收率为84.27%～115.03%,检出限为0.06～0.09μg/L,精密度(RSD,n=7)<7%,符合EPA相关标准。建立的方法表明Needle trap适用于地下水中苯系物的提取分析。     

一次飑线过程中雷达回波的组织结构变化及成因分析

利用ARPS模式的3DVAR系统同化多部实况雷达反射率资料得到初始场,再利用WRF模式对2013年7月4—5日发生在江淮地区的一次飑线过程进行数值模拟,研究了此次过程中雷达回波强度变化的原因。模拟及实况观测均发现本次飑线从东西带状结构经1 h左右演变成东北-西南向的多条带状弱回波结构。分析发现,在变化初期阶段,东西向带状回波的南侧平行出现多个对流单体,北侧的带状回波衰减形成的偏冷出流与低层西南暖湿气流持续交汇,激发对流单体新生并入主对流带后,又使对流带由最初较长的准东西向变为短的东北-西南向回波;在变化中后期阶段,中低层切变加强引起强的涡层出现,进而引发涡层不稳定,使切变线上的小扰动增多导致回波中的小对流单体增多,无法组织成为强回波带,回波带变得松散,同时涡层不稳定以及回波的减弱导致降水变得更不均匀。      

渤海海上溢油漂移扩散数值模拟研究

近几年渤海海上溢油突发事件频发,对海洋环境造成严重的污染。本文将业务化气象数值模型(Weather Research and Forecast model,WRF)、海流数值模型(Regional Ocean Model System,ROMS)的数值预报结果作为海洋环境驱动场,采用"油粒子"的海上溢油漂移扩散数值模拟方法,对在渤海发生的溢油扩散行为进行模拟预测。本文针对渤海溢油事件,设计敏感试验,研究不同风、流系数和网格分辨率对溢油扩散模拟结果的影响,获得适合于渤海的溢油数值模型参数,提高溢油漂移扩散预报的准确度,为海洋溢油应急处置和防灾减灾提供技术支持。     

地理分析中的空间效应

地理信息科学传承了地理学的空间分析传统。在地理空间分析中,由于地理空间的特殊性,地理信息科学在构造分析方法时,需要考虑空间效应。然而,空间效应具体的内涵和外延,到目前尚未有系统探讨。本文定义了地理空间效应,进而在形式化定义空间、位置、场、距离、区域等概念的基础上,归纳了4类空间效应：即空间异质性效应、空间依赖的近邻效应、空间交互的距离衰减效应、和空间分区的尺度效应,探讨了4类效应的内在逻辑关系,建立了统一的表达框架。其中,空间异质性效应是最为基础的效应,近邻效应和距离衰减效应反映了地理空间中两个位置之间的二阶关系,尺度效应则由于区域单元的汇总带来,因此这4类效应形成了递进关系。最后本文梳理了目前地理分析中对空间效应的体现,指出了地理空间人工智能技术对于空间效应的揭示和量化能力。     

中国海域波浪能资源分布及波浪能发电装置适用性研究

首先全面综述了国内外波浪能资源开发利用现状,系统总结了目前国内外海洋波浪能资源发电技术中应用的主要波浪能资源开发装置及存在问题;基于ERA-Interim再分析数据,给出了中国海域的平均波浪能流密度和季节特征,从而获取高波能资源分布区域,得到了中国海域波浪能资源分布富集区域;结合不同海岸岸线及海底类型,综合给出了中国波能资源富集区域中发电装置适用建议、高峰发电季节。对提高我国波浪能资源开发利用、推动海洋可再生能源行业的发展具有重要意义,也为实用化、商业化海洋波浪能资源选址提供了科学依据。     

基于手机基站数据的城市交通流量模拟

基于移动定位数据的城市内社会经济活动特征分析是人类移动性的重要研究内容,而交通流量更是这些特征的基本反映。为还原城市道路网络的使用情况并分析其分布特征,本文从产生交通流量的个体出发,对包含基站位置的手机话单数据进行系统抽样,利用蒙特卡洛方法产生个体的出行起止点,并结合当地道路交通网络求得最短路径,最后估算出一天内道路交通网络上的流量分布。通过分析发现：城市内大部分道路的流量小,使用率低,大部分交通流量集中在小部分主干道路;进一步统计分析可知,当地道路交通流量符合20/80规律,即大约20%的道路承担着80%的交通流量;而对不同类型的道路,流量分布也反映出其在城市道路网络中的地位和作用。此研究对于历史交通流量分布的重现、城市道路交通模式的研究以及基于此的道路网络规划情景模拟都有着重要意义。     

东北冷涡下一次飑线和MCV的形成与水平涡度的关系

利用WRF中尺度数值模式,NCEP/NCAR分析资料,多普勒雷达观测资料等,对2016年7月25日一次东北冷涡下的飑线过程进行数值模拟,研究了飑线形成和维持与水平涡度的关系及飑线过程中中尺度对流涡旋(MCV)的形成机制,分析发现,高低层水平涡度逆时针旋转对本次飑线的形成和维持有很好的指示意义。(1)飑线发生前,高层渤海湾西侧出现水平涡度的逆时针旋转中心,并有较强的辐散配合,低层水平涡度为逆时针弯曲,为飑线产生提供了有利的上升运动条件。随后高层多个对流单体的水平涡度气旋式涡旋合并形成较大范围的气旋式涡旋结构,触发低层的上升运动,同时低层对流区前部形成一致的气旋式弯曲使得对流单体组织成带状结构,形成飑线。(2)飑线成熟时期高层水平涡度表现为统一大范围气旋式涡旋结构,低层则呈现典型的S型弯曲结构,水平涡度x方向的分量沿对流带从南至北表现为正负正,y方向的分量始终为正,并由对流带的中心向两侧减小,显示出水平涡度矢量旋转的方向对飑线影响的重要性。(3)由垂直涡度方程的分析得出,在飑线发展中期,MCV形成前,雷达反射率回波在500 hPa左右表现出明显的旋转,此时主要与500 hPa以上强的正涡度水平平流项及中层倾侧项和水平散度项有关,之后,在这几项的作用下使得中层风场产生气旋式旋转,形成MCV。      

黄海绿潮多源卫星遥感业务化监测需求分析与系统设计

在分析黄海绿潮卫星遥感监测需求基础上,设计了绿潮多源卫星遥感业务化监测系统。系统设计包括:卫星数据源选择,多源卫星影像绿潮信息提取方法、多源监测结果融合方法和绿潮信息提取总体流程,系统功能模块设计,系统研发语言和平台选择,以及监测报告、数值模拟初始场等产品的设计。为其后的系统研发中的中低分辨率信息提取、多源监测结果信息融合等关键问题提供了解决思路和方法。系统研发后可为黄海绿潮防灾减灾应急决策提供及时、准确、全面的绿潮监测信息。