青藏高原那曲地区夏季一次对流云降水过程的云微物理及区域水分收支特征

第三次青藏高原科学试验针对高原夏季云和降水物理过程开展了大量观测研究,为进一步揭示高原云微物理结构、云中水分转化和区域水分收支特征,本文采用中尺度数值预报模式（WRF）并结合高原试验期间的各种观测资料,对那曲观测试验区2014年7月5~6日的一次较为典型的夏季对流云降水过程进行了数值模拟研究。结果表明WRF模式能够基本再现高原夏季对流云的发展演变过程以及降水的日变化特征。模拟结果显示高原夏季对流云中具有较高的过冷云水和霰粒子含量,冰相过程在高原云和降水的形成和发展中具有十分重要的作用,地面降水主要由霰粒子融化产生。暖雨过程对降水的直接贡献很小,但在霰胚形成中具有十分重要的作用。霰粒子胚胎的形成主要来源于冰晶与过冷雨滴的撞冻过程,雪粒子和过冷雨水的碰冻转化及过冷雨滴的均质冻结贡献相对较小。霰粒子的增长过程在12 km（-40℃）以上层主要依靠对冰晶、雪粒子的聚并收集过程,而在其下层的增长过程主要依赖对过冷云水的凇附增长,对雪粒子的聚并收集和凝华增长过程较小。高原那曲地区净水汽收支为正,日平均降水转化率可达20.75%,接近长江下游地区,高于华北、西北地区。该地区日降水再循环率为10.92%,说明局地蒸发的水汽对高原降水的水汽来源具有一定的贡献,但高原降水的90%仍然由外界输入的水汽转化形成。     

三维弹性侧壁液舱内液体晃动波面的实验研究

通过物理模型实验,对弹性侧壁液舱和刚性液舱内液体晃荡问题进行了研究。由于流固耦合的影响,弹性侧壁液舱内液体晃荡的最低阶固有频率稍小于同尺寸的刚性液舱内液体晃荡的最低阶固有频率。液舱模型处于纵向简谐激励作用下,其中激励频率在最低阶固有频率附近。实验分析两种相对液深比h/L=0.167和h/L=0.333,在二阶模态的次共振和一阶模态的共振状况下,对弹性侧壁液舱与刚性液舱内不同测点的波面、振幅谱和晃动波高进行对比分析。结果表明:在浅液深(h/L=0.167)一阶共振下,流固耦合对波面形态的影响比较明显,弹性侧壁液舱内测点晃动波高明显大于刚性液舱内对应测点波高;而在一般液深(h/L=0.333)一阶共振下,水弹性效应减弱,弹性侧壁液舱与刚性液舱内对应测点处波高差异较小。     

利用MUSIC算法分析BL Lac天体S5 0716+714光变周期

将基于多重信号分类的MUSIC谱估计算法引入BL Lac天体光变周期分析中.给出了MUSIC算法的基本原理,利用模拟信号检测了算法的频谱分辨率.从大量文献中收集了BL Lac天体S5 0716+714光学V、R、I 3个波段从1994年到2008年的有效观测数据,用MUSIC算法和平均周期图算法分别计算了它们的光变周期,发现存在两个主要光变周期:一个是(3.33±0.08)yr的周期,另一个是(1.24±0.01)yr的周期.对这两种算法的周期估计性能进行了比较,结果表明,MUSIC谱估计算法对样本长度要求较低,具有良好的分辨特性和抗噪声能力,能提高在样本长度较短情况下光变周期分析的准确性.     

肇庆两次持续低温过程的比较分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR的再分析资料从天气特征、大尺度环流及拉尼娜事件的影响等方面对2008年和2011年初肇庆发生的两次持续低温过程进行比较。结果表现:2008年过程的主要冷害天气为低温阴雨,2011年为低温、霜冻和冰冻。两次持续低温过程的环流特征共同点是西伯利亚冷高压中心和500 hPa中高纬槽脊都较常年偏强。不同点则是2008年过程中南支槽活跃,副热带高压偏强,联合向北输送的暖湿空气与北方不断南下的冷空气在我国南方汇合,造成持续的低温阴雨天气;2011年的过程中东亚大槽位置较为偏东,副热带高压异常偏弱,中低纬的环流较为平直,850 hPa暖湿气流不明显,且蒙古高压和阿留申低压异常偏强,有利于东亚冬季风的加强,导致过程降水也不明显。此外,分析结果还显示,在中等强度以上,且为东部型的拉尼娜事件背景下,肇庆在冷事件结束年的年初容易发生持续时间较长的低温寒冷天气。     

2014年夏季青藏高原云和降水微物理特征的数值模拟研究

为了加强对青藏高原（高原）云和降水微物理特征的深入认识,采用高分辨率中尺度数值预报模式（WRF）,对第三次青藏高原大气科学试验2014年7月3-25日发生的6次不同强度云和降水过程进行了数值模拟分析。研究结果表明:（1）青藏高原夏季云和降水过程具有独特性。高原夏季对流的促发机制主要是午后高原加热造成的,云和降水具有明显的日变化。午夜后,对流性降水一般转化为层状云降水,具有明显的0℃层回波亮带,并且会产生强降水。大部分对流云云顶高度超过15 km（海拔高度）,最大上升气流速度为10-40 m/s。（2）6次云过程中均具有高过冷云水含量,主要分布在0—-20℃层,冰晶含量主要分布在-20℃层以上的区域,强盛的对流云中,可出现在-40℃层以上区域;雨水集中分布在融化层之下,说明其主要依赖降水性冰粒子的融化过程;雪和霰粒子含量高,分布范围广,说明云中冰相过程非常活跃。（3）高原夏季云中水凝物的转化过程和降水的形成机理具有明显特点。霰粒子的融化过程是地面雨水的主要来源,暖雨过程对降水的直接贡献很小,但通过暖雨过程形成的过冷雨滴的异质冻结过程对云中霰胚的形成十分重要。霰粒子的增长主要依靠凇附过程以及聚并雪晶的增长过程。      

类星体3C 446射电光变非线性特性分析

类星体有剧烈、大幅度的光变现象, 光变研究有助于建立与观测相符的理论模型. 这篇文章从密歇根大学射电天文台数据库收集了类星体3C 446射电4.8、8.0和14.5GHz波段的长期观测数据. 传统的线性方法难以分析复杂的光变现象, 文章采用了集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)方法和非线性分析方法相结合, 从混沌动力学特性、分形特性和周期性多角度对类星体光变随时间演化的规律进行了较全面的分析, 并重点对比分析了除去周期成分或混沌成分前后, 光变的周期性和非线性特性是否存在明显区别. 分析结果表明, 类星体3C 446射电波段光变资料由周期成分、趋势成分和混沌成分组成, 光变具有周期性、混沌性和分形特性. 除去混沌成分和趋势成分后的光变周期与原始光变资料的周期完全相同, 而两者的混沌和分形特性有明显不同. 从饱和关联维数来看, 重构动力学系统时, 除去周期成分和趋势成分后的光变资料比原始光变资料需要更多的独立参量, Kolmogorov熵值表明前者信息的损失率比后者大, 系统的混沌程度更高, 系统也更复杂, Hurst值表明后者自相似性和长程相关性比前者略强.     

0606号台风暴雨的物理量诊断分析

用常规高空和地面资料分析0606号台风"派比安"造成暴雨的环境形势场,并利用美国NCEP全球冉分析网格资料,分别从暴雨产生的水汽和动力条件等方面,探讨了暴雨的形成机制.结果表明:①当台风登陆粤西向偏西方向移动时,如果从低层到高层整层湿度明显增大时,或500 hPa层的q＞5g/kg时,均有利于暴雨的产生.②暴雨落区与水汽辐合区有较好的对应关系,降水的主要时段、暴雨强度和暴雨落区基本上能从水汽通量散度中反映出来.③在暖湿气流中,低层辐合与高层辐散相配合,有利于降水的产生和维持.④500 hPa正涡度平流对大气形成的扰动,为暴雨的发生提供了良好的触发机制.     

肇庆前汛期异常旱涝的大气环流及海温场特征

从1954~2003年肇庆6个站点的降水资料,按异常旱、涝年的划分标准,统计出30年中的前汛期异常旱年和异常涝年。分析前汛期同期(4~6月)及前期(前冬12月~当年2月)的500 hPa高度场资料和太平洋海温距平资料,发现肇庆前汛期异常旱、涝年的同期和前期500 hPa环流距平合成场,以及太平洋海温距平合成场分布的主要差异,为肇庆地区前汛期异常旱、涝的预测提供判别依据。     

滩地林业血防工程抑螺效应及其成因研究

在洞庭湖区滩地对不同类型杨树抑螺防病林采取定位观测的研究方法,对滩地钉螺种群变化与抑螺防病林营造措施、林龄的关系及其内在机制进行了研究。结果表明:林分郁闭前,通过林农复合等林地土壤管理措施,改造钉螺孳生环境,可有效降低活螺和感染螺密度;林分郁闭后,林地水分、光照、植被等环境因子朝着不利于钉螺孳生的方向演变;滩地抑螺防病林生态系统抑螺效果具有显著性和持续性。     

肇庆持续低温天气的气候背景与前期海气异常特征

根据地面观测、NCEP/NCAR再分析等资料,采用合成分析方法,研究了肇庆持续低温天气的气候背景与前期海气异常特征.结果表明,极涡和中高纬长波脊偏强,南支槽较常年活跃,以及蒙古高压中心偏强是肇庆持续低温天气发生的气候背景.前期11月500 hPa极涡、亚洲中高纬平均脊和东亚槽都较常年偏强,前期7-10月赤道太平洋和北太平洋海温持续明显异常可作为肇庆持续低温天气预报的前兆信号.