GRAPES中地形重力波拖曳物理过程的引进和应用试验

在中国新一代全球中期/区域中尺度同化与预报系统(GRAPES)模式中引进了ECMWF地形重力波拖曳物理过程,填补了GRAPES全球中期数值预报系统中物理过程的空白。重新计算了地形重力波过程需要的地形静态资料数据,并与原ECMWF模式的地形静态参数进行了对比分析,验证了模式地形参数的正确性。利用GRAPES模式,进行了地形重力波拖曳物理过程影响的敏感性数值试验;结果表明:引进地形重力波拖曳过程以后,在存在大地形的区域,风场会发生变化,当纬向风遇到青藏高原时,一部分气流会产生爬坡效应而越过高原,使高原上空的西风气流减弱;另一部分气流会绕过高原,在高原的南侧产生绕流;随着模式积分时间的延长,风场变化会越来越明显,地形越复杂,风场的变化也越复杂;连续的模式积分试验结果显示,引进地形重力波过程,可以延长GRAPES模式的可用预报时效,提高了全球形势预报的准确率。通过对一次降水过程的模拟,对地形重力波过程影响降水预报的原因进行了简单分析。结果显示:引进地形重力波拖曳过程后,改变了大气流场的分布,使预报的流场更接近于大气真实状态,从而提高了降水预报的准确率。     

西南地区东部一次大暴雨的中尺度数值模拟

利用中尺度数值模式MM5V3 5对2007年5月23-25日发生在贵州的一次大暴雨过程进行48 h的数值模拟研究,并结合天气形势、雷达回波和卫星云图演变对此次过程进行分析.结果表明:模式较成功地模拟了这次强降水过程,模拟出了暴雨的强度、位置以及随时间的变化.导致这次大暴雨发生的主要影响系统是中尺度低涡,它的稳定维持是暴雨产生的主要原因.中尺度系统的发展、增强、减弱,主要由低层的正涡度产生.高层辐散、低层辐合、强烈的垂直上升运动是大暴雨天气维持和发展的可能机制之一,强降水与强烈的上升运动区和正涡度区有很好的对应关系.     

贵州大暴雨个例形成机制数值模拟

利用3层嵌套的中尺度数值模式MM5 V3.5,模拟了2007年6月24～25日发生在贵州中南部的一次大暴雨过程.利用模式输出的高分辨率资料,对这次暴雨天气及中尺度低涡的形成机制进行了诊断分析.模式较成功地模拟出了中尺度系统的演变和降水的分布特征.中尺度低涡的发展、稳定维持是造成贵州这次大暴雨天气的直接原因.暴雨、大暴雨出现在低涡的西南侧.在低层正涡度、辐合、强烈的上升运动和高层负涡度、辐散的有利配置下,形成深厚的上升运动柱,这种中尺度动力配置结构,不仅与暴雨区和暴雨发生时段相对应,而且是引起此次暴雨的中尺度低涡发展和持续的动力机制之一.暴雨区与强烈上升运动区,正涡度区相对应.     

基于STA/LTA岩石破裂微震信号实时识别算法及工程应用

微震监测获取的数据中通常混有大量的非岩石破裂信号,该类信号目前主要通过人工经验进行识别与滤除,这消耗了大量的宝贵时间,严重影响灾害的防治和救援效率。对大量微震信号进行分析,发现STA/LTA算法在信号实时触发后能大致表征波形振幅和频率的变化,岩石破裂信号和非岩石破裂信号在延迟位置处R值具有差异性。基于此,提出了岩石破裂微震信号实时识别算法。新算法应用到白鹤滩水电站地下厂房、红透山和阿舍勒铜矿深部采场3个工程,岩石破裂事件识别的准确率分别是85.98%、92.45%和91.06%,非岩石破裂事件滤除的准确率分别是72.06%、83.11%和49.87%。该算法使基于岩石破裂微震信息的岩石工程灾害自动分析与预警成为可能,具有重要意义。     

基于无人机倾斜摄影的矿山边坡岩体结构编录方法与工程应用

岩体结构特征控制着岩体力学性质并影响岩体工程稳定性,因此岩体结构地质编录一直是岩体工程地质中的重要内容。针对露天矿山边坡,传统的岩体结构编录方法具有危险性大、效率低等缺点,需要引入新技术实现地质编录的安全、高效。随着近年来无人机的民用化,采用无人机倾斜摄影技术改进传统露天矿坡的地质编录工作将成为未来的发展趋势。本文以浙江某露天采石场矿坡为例,阐述了无人机摄影技术在地质编录中的应用方法和工作流程。基于无人机倾斜摄影技术,采用运动恢复结构法将点云数据转化为岩体三维数字模型,并利用点云的坐标信息实现对岩体结构面产状的解译。通过对比罗盘测量的产状和点云计算的产状验证了该技术应用的可靠性。在此基础上划分了结构面的优势产状,为分析矿山边坡稳定性提供了基础数据支持。     

中国工程地质学科成就与新时期任务——2018年全国工程地质年会学术总结

本文是2018年全国工程地质学术年会的学术总结。会议以"‘一带一路’与生态环境-新时代工程地质理论与实践"为主题,近1500位代表通过41个大会特邀报告和主题报告、283个分组报告,进行了广泛交流。本文结合会议和文献,梳理了我国工程地质几十年理论积淀与学科成就,主要包括学科体系的成长与壮大,岩、土体工程地质,灾害与动力工程地质,海洋、城市工程地质,工程地质国际化,工程地质技术发展,标志性重大工程成就,以及工程地质技术标准体系建设等10个方面。结合会议主题和工程地质学科布局、技术创新、学科全球化等时代特点,阐释了新时代工程地质的学科构想,指出了新时期工程地质的学科任务。     

GPS技术在地籍测绘中应用的探讨

对于地籍管理工作来讲,地籍测绘信息的真实、精准是相当重要的,与土地资源查清以及科学合理的利用有着相当密切的关系。但是传统的地籍测绘技术与方法,不管是在测量速度还是在精度上都存在有一定的缺陷,因此优势较为显著的GPS技术得到了广泛的运用,有效地解决了地籍测绘中的难题。文章中主要就地籍测绘中GPS技术的优势进行介绍,并就其在地籍测绘中的应用进行了探讨。     

城市职能特征及其形成机理研究进展与展望

城市职能是城市定位、制定发展战略的重要依据,城市职能具有阶段性、等级性、地域性等特征,论文通过对不同学者的相关研究成果进行归纳总结,以期把握城市职能特征及其形成机理的普遍性规律。结果表明：① 不同城市发展阶段的职能特征表现为城市主导职能不断更替,农业社会阶段主要是政治和商业职能,工业社会阶段主要是制造业、商贸和物流职能,后工业化阶段是服务业职能且以生产性服务业职能为主。② 不同城市规模等级的职能特征表现为城市等级越高,城市职能综合性越强,服务业职能越强。③ 不同空间层面城市职能特征表现为,全球层面,发达国家本土通过城市职能升级,全球产业转移,形成以服务业为主导职能,发展中国家通过承接制造业转移,加速工业化,形成工业职能为主导职能,服务业职能地位不断提升;全国层面,城市职能地带性差异较大,东部工业职能依然突出,西部矿业职能、科技职能、行政职能较明显;城市群层面,世界发育成熟的城市群,在区域中心城市与外围城市之间,以及外围城市之间已经形成紧密的联系和职能分工。中国的许多城市群在中心和外围城市之间也具有明确的职能分工,中心城市以服务业职能为主,但外围城市之间职能分工还不明确。④ 城市职能演变影响因素方面,自然条件、人口、交通、政府引导、区位等传统因素起基础作用,科技、全球化、信息化等新因素作用越来越大。城市职能演变还受区域分工、产业升级、产业转移、趋同发展等机制共同作用。⑤ 未来研究方面,研究时间上应补充完善长时间尺度和近期研究的城市职能研究,研究内容上应加深城市职能效应、城市职能演变机制和职能优化方面的研究,与国家战略进行融合;研究方法上除了统计分析,还可采用调研、问卷、访谈等方法进行补充。     

纳入动态数据的改进FLUS模型在城市增长边界划定中的应用

城市增长边界是管控城市建设用地无序扩张的有效手段,科学合理划定城市增长边界是当前研究关注的重要课题。本研究试图引入百度动态交通时间和POI数据改进FLUS模型,以长沙市中心城区为例,采用2000、2010和2018年3期土地利用数据对比验证改进FLUS模型模拟精度,并利用改进FLUS模型设置2种情景,模拟2030年长沙市中心城区土地利用变化,结合用地适宜性评价划定城市增长边界。结果显示：① 纳入动态数据的改进FLUS模型模拟2010年和2018年土地利用相比原模型KAPPA系数提高了2.90%和2.74%,总体精度提高了1.79%和1.83%,表明改进模型具有更高模拟精度;② 利用改进FLUS模型模拟的2030年长沙市中心城区土地利用变化,基准情景和生态保护情景建设用地规模分别为930.06 km²和881.36 km²,均以耕地转为建设用地比例最大;③ 长沙市中心城区刚性增长边界范围为1479.59 km²,占中心城区总面积的37.38%,边界内包含了芙蓉区、天心区、雨花区、岳麓区和开福区的大部分区域;④ 基准情景和生态保护情景下,长沙市中心城区弹性增长边界面积分别为799.35 km²和742.92 km²,建设用地扩张空间主要为长沙县和望城区,结果与2010版长沙市城市总体规划拓展方向一致。纳入动态数据的改进FLUS模型多情景模拟划定城市增长边界,能更高精度的为规划决策提供科学依据。     

1961—2014年广东小时强降水的变化特征

利用1961—2014年广东32个气象观测站逐小时降水资料,采用线性趋势分析、Mann Kendall检验、功率谱分析、计算趋势系数等统计诊断方法,分析了广东小时强降水在年以及前、后汛期的气候特征及变化。结果表明,广东年、前、后汛期多年平均小时强降水的次数、强度、降水量和贡献率的空间分布均呈沿海向内陆递减。近54年来,广东平均小时强降水的次数、强度、降水量和贡献率在年以及前、后汛期的时间尺度上均为显著上升的趋势,与同期广东年暴雨次数和年降水变化不明显有明显差异。广东大部分测站小时强降水量均呈增加的趋势,其中珠三角增加最为显著。近54年来广东年和前汛期小时强降水次数存在3.7年和22年、后汛期存在3年左右的显著周期震荡。广东年和后汛期小时强降水次数在1993—1994年发生增加的突变,前汛期小时强降水次数没有突变发生。