摆式波浪能发电装置水动力学研究

对实际工程中的浮力摆式波浪能发电装置进行水动力学研究和优化设计,得到提升波浪能发电能力的方法。首先建立波浪能水动力性能的评估体系,其核心是估算浮力摆波浪能发电装置俘获效率,其中波浪输运能量根据实际海况条件,利用随机波浪理论进行估算,浮力摆俘获能量估算则根据水动力学模型时域计算结果;然后依据建立的水动力性能评估体系,以浮力摆摆板宽度和后端负载为变量进行优化设计,总结了提高波浪能俘获能力的方法,即增大浮力摆宽度,并相应提高匹配负载;最后分析了两套浮力摆的交互作用,计算结果表明,如果将两套设备俘获能量通入同一组蓄能装置中,输入能量更加平稳,即利用浮力摆俘获波浪能的相位差,可以显著提升波浪能发电装置的发电能力。     

大坝变形分析周期均线系统模型的应用研究

针对大坝变形问题,提出周期均线系统模型,给出"沉降活跃度"的概念。以某抽水蓄能电站大坝为例,采用模型结合沉降活跃度进行单测点的变形分析,进而采用聚类分析方法绘制大坝的整体沉降活跃度分布图,结合各测点的累积沉降量值,直观地分析大坝的变形趋势,实现单测点与多测点相结合的分析模式。结果表明,应用周期均线系统模型配合沉降活跃度分布图,可较容易掌握大坝的变形信息,为大坝的变形分析提供一种行之有效的方法。     

利用卫星观测海面信息反演三维温度场

基于历史观测的温盐剖面资料,采用回归分析方法统计出海面温度异常、海面动力高度异常与温度剖面异常之间的相关关系;然后利用高分辨率的卫星遥感海表面温度(SST)和卫星观测海面高度(SSH)信息重构了三维海洋温度场。在台湾岛周边海域建立了时间分辨率为天、空间分辨率为0.25°×0.25°的三维温度分析场。通过与实测资料的比较分析,文章所构建的分析场能够较好地描述海洋三维温度场的结构特征,能够较为真实地反映海洋的中尺度变化过程。该分析场可以作为海洋数值模式的初始场,也可以作为伪观测同化到海洋数值再分析和预报系统中,进而改善三维温、盐、流的数值再分析和预报。     

A global ocean reanalysis product in the China Ocean Reanalysis (CORA) project

The first version of a global ocean reanalysis over multiple decades (1979–2008) has been completed by the National Marine Data and Information Service within the China Ocean Reanalysis (CORA) project. The global ocean model employed is based upon the ocean general circulation model of the Massachusetts Institute of Technology. A sequential data assimilation scheme within the framework of 3D variational (3DVar) analysis, called multi-grid 3DVar, is implemented in 3D space for retrieving multiple-scale observational information. Assimilated oceanic observations include sea level anomalies (SLAs) from multi-altimeters, sea surface temperatures (SSTs) from remote sensing satellites, and in-situ temperature/salinity profiles. Evaluation showed that compared to the model simulation, the annual mean heat content of the global reanalysis is significantly approaching that of World Ocean Atlas 2009 (WOA09) data. The quality of the global temperature climatology was found to be comparable with the product of Simple Ocean Data Assimilation (SODA), and the major ENSO events were reconstructed. The global and Atlantic meridional overturning circulations showed some similarity as SODA, although significant differences were found to exist. The analysis of temperature and salinity in the current version has relatively larger errors at high latitudes and improvements are ongoing in an updated version. CORA was found to provide a simulation of the subsurface current in the equatorial Pacific with a correlation coefficient beyond about 0.6 compared with the Tropical Atmosphere Ocean (TAO) mooring data. The mean difference of SLAs between altimetry data and CORA was less than 0.1 m in most years.     

色球磁场极性反转结构的某些观测特征

利用怀柔太阳观测站的300余对光球(FeIλ5324.19A)和色球(H_βλ4861.34A)的观测磁图,分析得出色球极性反转结构是存在于太阳大气中的真实物理现象的结论.根据对活动区两个层次上的磁场精细结构的分析,发现色球磁场反转结构可能有4种不同的存在形式.     

2021年秋季回顾——冰火两重天

2021年,从气候的角度看,是极不寻常的一年。在全球变暖背景下,这一年我国气候形势复杂,气候异常很显著,极端天气气候事件多发、强发、广发,重大气象灾害频现。全国年平均气温创下近70年来历史新高,北方地区降水量居历史第二多,南、北方气象干旱并发.     

基于温度的参考作物蒸散量计算方法的适用性评价

参考作物蒸散量是表征气候干湿程度、植被耗水量、生产潜力及水资源供需平衡的重要指标之一。以海口和敦煌两个气候相差较大的站点为例,利用Irmark-Allen、Hargreaves、Jensen-Haise 3种基于温度的ET 0计算方法,计算了 2013 2015 年两个站点的参考作物蒸散量,以FAO98 Penman-Monteith方法计算所得结果为标准,依据相关系数(R)及其显著性(P)、均方根误差(RMSE)和平均偏差(MBE)等量化指标,分别对3种方法计算结果在两个站点月和日序列的适用性进行评价,并对这3种方法进行本地化修正优化和检验。结果表明:本地化前,Irmark-Allen方法在海口的计算与Penman-Monteith的偏差最小且相关性好( R =0.97, P <0.01,RMSE=0.38 mm/d,MBE=-0.01 mm/d),其他两种方法均高估。3种基于温度的ET 0方法在敦煌都有很大的误差,其中Irmark-Allen方法在夏季偏低,在冬季偏高;Hargreaves方法整体偏高;Jensen-Haise方法在冬季不适用,出现无效负值,而在其他时段偏高。本地化后,3种基于温度的ET 0方法在两个地区都得到明显改善,其中Jensen-Haise方法在海口效果最好( R =0.96, P< 0.01,RMSE=0.61 mm/d,MBE=0.003 mm/d),在敦煌效果也是最好的( R =0.96, P <0.01,RMSE=0.69 mm/d, MBE=-0.02 mm/d)。     

我国现代气候业务现状及未来发展趋势

从气候监测诊断、气候预测、气候系统模式、气候评价与灾害风险管理、气候变化业务和气候业务平台等角度,系统概述了我国现代气候业务现状。提出了以气候监测和动力学诊断为基础,以提升气候服务、气候风险管理和应对气候变化能力为目标,以发展客观化气候预测技术和定量化气候评估方法为核心的现代气候业务概念。分析了国际气候业务发展趋势及我国气候业务的差距,明确了加强气候系统基本变量监测、提高气候系统模式分辨率和改进物理过程、发展第2代短期气候预测系统、研发气象灾害风险评估方法并建立中国气候服务系统 (CFCS) 等发展任务。     

北半球积雪监测诊断业务系统

利用卫星遥感和常规观测的积雪资料，确定了适合业务使用的北半球及中国积雪监测诊断方法，并初步建立了北半球和中国积雪监测业务。其相关业务产品主要有：北半球月积雪日数、中国月积雪日数、积雪深度的分布，北半球、欧亚、中国等不同区域积雪面积距平指数。     

基于空间分析的概率积分法在预测多煤层采空区塌陷中的应用——以青海塔妥煤矿为例

概率积分法是预测煤矿采空区产生地面移动最直接,最简单的方法之一,应用广泛。但该方法的应用条件非常苛刻,对于地层复杂的地区,预测精度不高。本文为预测出多煤组开采造成的地面破坏,将概率积分法与空间分析软件相结合,运用GMS软件的空间分析功能和概率积分法的理论基础,对采空区产生的地面破坏进行预测。将这种方法运用到塔妥煤矿中,得到了当该煤矿的四个煤组完全开采时产生的地面破坏预测,其计算结果比直接运用概率积分法更加接近实际。