平流层下层温度长周期振动的全球特征研究

本文用近年来全球网格点每日卫星微波测量数据,研究了平流层下层亮度温度场的长周期振动.对温度的两年振动、年振动及半年振动的振幅和位相分布进行了全球性的比较分析.发现长周期振动的振幅在高纬区有着显著的超长波纬向非对称的特征;在热带地区具有明显的纬向对称的特征,振幅一般在极区的大洋区最大,在副热带最小.长周期振动的位相分布在中高纬区具有由西向东和由中纬向极区传播的趋势.文中指出,对流层下层的大型涡旋热量输送向上传播的动力强迫作用可能是平流层湿度长周期振动的重要机制.     

夏季副热带大气系统的多尺度振荡分析

应用经验模态分析方法(经验模态分解(EMD)和Hilbert谱),对夏季副热带大气系统在周期态和振荡态下的流函数数值解序列进行本征模态函数(IMF)及其Hilbert谱的分析。结果表明:(1)周期态下的流函数分量时间序列一般由1个IMF构成,而且其周期就是该流函数的周期。对周期性的IMF分量使用Hilbert变换得到的瞬时频率和振幅都不随时间变化。(2)振荡态下的流函数分量时间序列一般由2个以上的IMF构成,其中有的IMF分量具有显著的周期性,相应的瞬时频率和振幅都不随时间变化;有的IMF分量则没有显著的周期性,相应的瞬时频率和振幅有变化,而且随着振荡态复杂程度的增大,瞬时频率和振幅的变化也趋于复杂。(3)瞬时振幅有明确的物理意义,表示IMF振荡的能量;振幅的局部相对大值对应着原序列(IMF)的强振荡,小值则对应着弱的变化。瞬时频率的显著增大,表示原序列有大的变化。     

在大气中发现开尔文波

对太平洋上三个海岛站每三小时地面气压观测值的长时间序列进行波谱分析。在各站都发现有约33小时的准周期性能量峰。看来这种振动在东西方向上经度约30度的范围内是相关的。据松野(1980)认为,这“33小时波”与带状波数为1的重要的开尔文波相对应。这里通过分析,初步确定地面气压振动的振幅,发现这振动的振幅大约是麦德登和朱利安(1973)所提出的,在热带地区有名的的“五日周期”罗斯比波振幅的五分之一。     

中国降水场QBO分布型态及其长期变率特征

采用带通滤波法，奇异谱分析（SSA）和小波分析（WTA）综合研究了近50年中国降水场的准两年周期振荡（QBO）的分布型态及其长期变率特征。结果表明，QBO分量在中国降水场年际振荡中举足轻重，具有显著而稳定的特征：50年代到60年代初期，QBO分量振幅较大，频率较小；60年代中后期到70年代初，振幅有所衰减，频率有所加大；70年代中后期到80年代直至90年代初，频率再次减小，振幅也相对较小；90年代中期，振幅和频率都有增大的趋势。准两年振荡在不同季节主型态中表现有所不同，在冬、夏季表现较强、秋季次之，春季最弱。     

近百年东亚登陆台风的长期振动

按不同地段统计分析了1884—1980年期间东亚登陆台风个数以偏多期与偏少期交替为特征的长期振动。发现东亚沿太平洋的多数地段上登陆台风数的长周期振动的主要周期为20年左右,较短周期的振动主要有5～6年和2～3年周期。不同地段上长期振动的差异主要表现在周期、位相和振幅上。还发现登陆台风数的长期振动与春夏季节关键地区的大型气压环流的低频振动有某种关联。      

不变嵌入T矩阵法研究湿度对气溶胶粒子辐射特性的影响

利用不变嵌入T矩阵方法,建立湿气溶胶粒子辐射参数分析模型,得到湿度对气溶胶粒子的光学特性的影响.得出散射效率因子QSCA、消光效率因子QEXT以及不对称因子G在不同湿度情况下的变化趋势大致相同,在高湿度情况下曲线更加平滑,振幅较小,振动周期较大.相对于球形模型,椭球模型的曲线更加平滑,振幅较小,振动周期较大.横纵比较小...     

三层模式中地形对背风波振幅的影响

利用一个三层模式和钟形山脉研究了中尺度地形参数对背风波振幅的影响。理论分析表明,若保持地形高度不变,变化地形宽度时,当山脉半宽为背风波频率的倒数,波动的振幅可以达到最大;若地形高度和半宽按不同比例变化时,波动振幅的变化是不确定的;若高度和半宽按相同比例变化时,即保持山脉形状不变的情况下,半宽为频率的倒数的2倍时,振幅达到最大。最后利用ARPS模式对地形参数的变化进行了敏感性试验,模拟结果与理论结果相吻合。     

时间平均流场对风场振动的优势选择作用

本文根据谐谱展开的水平动量方程，在一定的假设下导出了集时间平均场的涡、散性质于一体的诊断关系式——大气振动频率的优势选择判据，并据此讨论了基本?场的水平不均匀对大气振动的影响。通过这个关系式，利用１９８２年ＥＣＭ?ＷＦ资料对优势频率进行了计算，给出了对流层高、中、低各层的全球分布。?从而指出在实际大气中存在着基本场对某频率上的振动有选择放大作用。     

莱芜月降水量和平均气温的谱分析

对一个时间序列,从时间域上研究序列中的周期振动的方法是谐波分析。但是长度为N的序列的谐波分析只能得到谐波长度为N/k(k=1,2,……,N)的各个谐波分量。而实际序列存在的主要波动周期并不一定包括在上述的周期之内。也就是说,容易漏掉主要周期,而只是采用了一些次要的周期。这也是谐波分析的局限性。而谱分析则从整个序列的频率域上考察其周期振动,分析各频率的贡献如何,借以确定哪些是主要振动频率。从而分析整个序列的周期振动。     

改进的Seam Carving瞬时频率估计算法研究

旋转机械升降速阶段微弱振动信号具有潜在性和动态响应的微弱性等特点,因此瞬时频率是限制早期故障诊断发展的关键问题.针对这一问题,该文引入了图像处理领域的Seam Carving（SC）算法,并对SC算法进行改进,结合短时傅里叶变换（Short-Time Fourier Transformation,STFT）,提出了STFT-SC瞬时频率估计算法.STFT-SC算法采用STFT对振动信号进行时频分析,然后利用Seam Carving算法中的能量梯度,采用动态规划的思想寻求seam路径,实现了旋转机械振动信号的一阶瞬时频率提取,最后对一阶时频数据进行时域重构,将重构的时域信号和仿真信号进行相关性分析.结果表明,STFT-SC算法对于高噪声、邻近阶比等振动信号都具有非常好的效果.     

我国月降水频数的时空特征

本文利用谱分析、因子分析及因子转动等方法对我国1951—1980年期间46个站逐月的月雨日资料进行分析。 对各站每年月雨日序列的波谱分析表明,我国大部分地区年周期的(第1谐波)振动在与其余波动比较中占绝对优势,显著地区是华北、东北、西南及华南地区,振幅最大值出现在7—8月份。 对全国各站年雨日振幅的逐年变化资料进一步作主分量分析及因子分析,对其中前六个主要因子作极大方差转动,转动后的新因子对应不同的特征气候区域,它们除具有逐年增加的气候趋势外,还具有准两年及22年左右的周期振动特征。     

大气中的次声波

物体振动引起空气介质压缩与稀疏的周期变化就形成了声波。振动频率在16—20,000赫的声波,就是人们能够听到的声音。高于20,000赫的声波,人耳听不到,叫做超声波;低于16赫的声波,人耳也听不到,叫做次声波。 声波在大气中传播时要发生衰减,造成声波衰减的主要因素有三种:一是大气粘滞性和热传导性,称     

桂东半世纪气候分析

通过统计各年代温、光、水平均值情况,并以曲线图进行直观分析。桂东地区半世纪气候变化特点是：气温无明显变化,但有夏季变凉、冬季变暖的迹象;降水量的年代波动与气温反相关,且有旱涝频率加快、振幅加大的表现;日照时数以７ａ左右的周期呈波动变化,并呈现出明显的逐级减少的趋势     

桂东半世纪气候分析

通过统计各年代温、光、水平均值情况,并以曲线图进行直观分析。桂东地区半世纪气候变化特点是：气温无明显变化,但有夏季变凉、冬季变暖的迹象;降水量的年代波动与气温反相关,且有旱涝频率加快、振幅加大的表现;日照时数以７ａ左右的周期呈波动变化,并呈出出明显的逐级减少的趋势。     

理想海域中台风引起的潮、流及波的分析 II.海岸及陆架的影响

采用理想的大陆架地形和台风模型计算了不同方向登陆的台风所激发的海洋响应。结果表明,岸边的潮位变化主要是由于台风引起的强迫振动造成的。而对于登陆型台风来说,在远离台风路径的地方,潮位的变化则是由于边缘波效应。对地平直海岸和二维大陆架,自由边缘波的振幅远小于强迫波的振幅。平行海岸移行台风在岸边产生随台风一起移动的强制波,其中当台风沿着与Ｋｅｌｖｉｎ波相同的方向移行时,岸边有陆架波产生,反之则没有陆架波。此外,还讨论了与风暴潮相关的近岸环流。     

振筒式气压传感器

一、结构和原理振筒式气压传感器是一种新型的气压感应元件。它由两个同轴的一端密封的圆筒组成。一个是内振筒,一个是外保护筒。内振筒一般采用镍基恒弹合金,如3J53、3J58等材料制成。外保护筒一般用不锈钢制成。这两个筒的一端固定在公共基座上,另一端为自由端(图1)。线圈架安装在基座上,并位于圆筒的中央。线圈架上有激振线圈,它用于激励内振筒;线圈架上另有拾振线圈,它用于检测内振筒的振动频率。内振动筒和外保护筒之间的空间被抽空作为绝对压力的标准。内振动筒和线圈架之间的空间与被测气体相通。     

理想海域中台风引起的潮、流及波的分析 Ⅱ.海岸及陆架的影响

采用理想的大陆架地形和台风模型计算了不同方向登陆的台风所激发的海洋响应。结果表明,岸边的潮位变化主要是由于台风引起的强迫振动造成的。而对于登陆型台风来说,在远离台风路径的地方,潮位的变化则是由于边缘波效应。对地平直海岸和二维大陆架,自由边缘波的振幅远小于强迫波的振幅。平行海岸移行台风在岸边产生随台风一起移动的强制波,其中当台风沿着与Kelvin波相同的方向移行时,岸边有陆架波产生,反之则没有陆架波。此外,还讨论了与风暴潮相关的近岸环流。     

利用Ka波段云雷达对青藏高原三类重要天气系统云宏观参数日变化特征的研究

青藏高原上空云宏观参数的日变化受大尺度环流、当地太阳辐射和地表过程的联合作用,对辐射收支、辐射传输及感热、潜热的分布等有重要影响。由于缺乏持续定量的观测,对各类天气系统云宏观参数日变化特征的了解还十分不足。多波段多大气成分主被动综合探测系统APSOS（Atmospheric Profiling Synthetic Observation System）的Ka波段云雷达是首部在青藏高原实现长期观测云的雷达。本文基于2019年全年APSOS的Ka波段云雷达资料,采用统计和快速傅里叶变换方法研究了西风槽、切变线和低涡三类重要天气系统影响下的有云频率、单层非降水云或者降水云非降水时段的云顶高度、云底高度和云厚日变化的时域和频域特征,得到了统计回归方程。主要结论有:（1）西风槽系统日均有云频率为56.9%,切变线系统为50.8%,低涡系统达73%。（2）尽管西风槽和切变线系统的成因不同,但两类系统云宏观参数的日变化趋势和主要谐波周期相似:日变化趋势基本为单峰单谷型,日出前最低,日落前最高。有云频率表现为日变化和半日变化,单层云云顶高度、云底高度和云厚主要表现为日变化。（3）低涡系统云宏观参数的日变化特征与前两类系统明显不同:日变化趋势表现为多峰多谷型,虽然有云频率和单层云云顶高度、云底高度主要谐波中均以日变化振幅最大,但频谱分布分散,云厚主要变化中振幅最大的是周期为4.8 h的波动。（4）得到了各系统有云频率、单层云云顶高度、云底高度和云厚日变化的统计回归方程。     

关于声振动对球形降水粒子运动边界层和运动状态的影响

运动边界层内的运动状态强烈地影响着边界层分离点的位置,也影响着运动物体所受的阻力。我们认为,当运动边界层的特征厚度与声振动的振幅大小可以比拟时,声振动能引起边界层内各分层间动量交换,这样一来,边界层底层被加速了,分离点将被推后。根据这样一个效应,可以期望声振动能够减少下落着的球状降水粒子所受的阻力。我们把这种现象称为“润滑效应”。我们还利用提供的边界层计算方法,加上声振作用项,计算了这种效应所产生的影响,得出了有启示性的物理图象。     

两层正压准平衡海洋模型的中纬度自由涡旋波动解

建立了具有瑞利摩擦且仅考虑大洋西海岸或同时考虑大洋东、西海岸的两层正压准平衡海洋模型,并做了解析求解,用以研究中纬度的自由涡旋波。得到的主要结论有:模型中该波动的解为波包。在仅考虑大洋西海岸时该波包的载频频率是连续谱;而同时考虑大洋东、西海岸时其为离散谱;且均有载频频率越高(周期越短)水平尺度越大的特点,对过分低频的波动,则会使准平衡的假定不再适用。模型中该波动波包载频的周期约在26天至24年。因考虑了摩擦,该波包的振幅随时间呈指数衰减,但摩擦系数的大小仅影响其衰减程度而不改变其空间结构,最终该波包振幅趋于0,故该两层正压海洋模型的解就趋于大气风场的强迫特解。模型中该波包的载频都是西传的;频率较高则西传较快,波包的特性和变形都很明显;频率低,则西传慢,其波形接近平面简谐波。在该两层正压模型中,该波动上层流场与正压模型中的流动类似,而下层海洋流动则其流速与上层海洋相同,而流向相反。该模型中该波动的性质是准平衡(准无辐散)的涡旋波,当摩擦不太大且其水平尺度在10km以上时,其性质则为准地转的Rossby波。