海面有效辐射的数值分析

本文基于大气辐射的基本概念和原理,对海面有效辐射进行分析讨论。首先,根据近海面大气边界层中的气温和湿度廓线跟风速廓线的相似性,采用海面粗糙参数z_0来定义海面。其次,由海面有效辐射的定义和大气辐射理论导出海面有效辐射的一般表达式。然后,对海洋大气的垂直结构作了分层描述,从而对海面有效辐射一般表达式进行具体运算,并且求得简化分析式。最后,利用海洋观测站资料,对本分析式和一些经验公式进行计算和对比。结果表明,晴天与阴天的海面有效辐射值相差较大,可是它们随海面风速的变化均甚小。     

人为热源对城市边界层结构影响的数值模拟研究

用南京大学多尺度模式系统在不同区域进行了多种人为热源引入方案的研究,结果表明：考虑时空变化的人为热源按比例分别引入到地表能量平衡方程和大气热量守恒方程是将人为热源引入模式的最优方案.人为热通量密度变化的敏感性试验结果发现：人为热源的存在对城市热岛的生成有重要作用.计算结果表明,南京现有的人为热源排放量对该地区的城市热岛贡献率约为29.6％,若人为热通量密度在现有量值的基础上增大1倍,则其热岛贡献率可达42.9％;此外,人为热的排放对清晨城市边界层逆温结构有一定程度的破坏作用,能明显升高夜间近地层气温达0.5～1.0℃,并能使白天湍流活动的影响范围增大,混合层高度抬高,使夜间城市热岛环流的影响范围扩大.     

一个大气边界层非线性三维数值模式及其在太湖流域的应用

本模式用以K半经验理论为基础的闭合方程组求解,引进了地形作用、动量、热量和水汽的侧向扩散和垂直湍流交换以及凝结加热等物理过程,其中湍流交换系数K是地表粗糙度、几何高度、大气稳定度及风速切变等因子的函数。本模式还考虑了山地、平原和水面在地形高度、地表粗糙度、辐射、蒸发及热交换等方面的差异,在下垫面上建立热平衡方程与边界层内控制方程耦合。将模式应用于太湖流域,计算得到的该流域边界层内温、压、湿、风的分布特征与实际情况相似,模式具有一定的实用性。     

一个大气边界层非线性三维数值模式及其在太湖流域的应用

本模式用以K半经验理论为基础的闭合方程组求解,引进了地形作用、动量、热量和水汽的侧向扩散和垂直湍流交换以及凝结加热等物理过程,其中湍流交换系数K是地表粗糙度、几何高度、大气稳定度及风速切变等因子的函数。本模式还考虑了山地、平原和水面在地形高度、地表粗糙度、辐射、蒸发及热交换等方面的差异,在下垫面上建立热平衡方程与边界层内控制方程耦合。将模式应用于太湖流域,计算得到的该流域边界层内温、压、湿、风的分布特征与实际情况相似,模式具有一定的实用性。     

海面电磁波散射的数值仿真

本文采用数值仿真的方法,在双尺度海浪模型下,在计算机上进行了电磁波与海浪相互作用过程的数值实验。计算了VV和HH极化波散射系数与入射角度、风速、风向等海况参数间的关系,并将计算结果与美国海军研究实验室（NRL）的四频率雷达测试数据做了比较,我们的结果比N.W.Guinard and J.C.Daley计算结果有明显改进。     

基于植被光合有效辐射资料研究中国地区植被大气反馈作用

本文采用中国地区基于卫星观测的植被光合有效辐射资料(FPAR)和月平均气候数据(1982—2000年)来分析中国区域陆面植被与气温、降水的反馈作用.通过计算和分析超前滞后相关系数和反馈系数发现:春、夏季FPAR超前气温一个月相关系数在全国大部分地区为负值,反映出植被生长旺盛,可以降低局地气温.春、秋两季气温与FPAR的同期相关系数较大.夏季降水超前FPAR一个月的正相关性反映出夏季降水对于植被生长存在促进作用.在中国长江流域以南区域,植被对于气温的反馈系数为一致正值,可达0.5 ℃(0.1FPAR)-1;在30°N以北区域显示出一致的负反馈,可达-0.42 ℃(0.1FPAR)-1.FPAR对降水全年反馈系数全国区域平均可达-2.12 cm month-1(0.1FPAR)-1.不同植被类型、不同季节的植被反馈效应也存在差异.植被反馈系数可以用来验证动态植被模式计算的植被大气反馈作用.     

海面电磁波散射的数值仿真

本文采用数值仿真的方法,在双尺度海浪模型下,在计算机上进行了电磁波与海浪相互作用过程的数值实验。计算了VV和HH极化波散射系数与入射角度、风速、风向等海况参数间的关系,并将计算结果与美国海军研究实验室（NRL）的四频率雷达测试数据做了比较,我们的结果比N.W.Guinard and J.C.Daley计算结果有明显改进。     

夏季中国西部地区辐射特片的观测分析和能量收支的模式计算

在2000年6-7月新疆阜康地区野外观测资料和美国宇航局Goddard地球观测系统资料同化系统计算相应时间能量收支基础上分析了夏季我国西部干旱地区辐射特征和能量收支。新疆阜康地区观测的夏季中午平均吸收辐射为664W/m^2左右，反照率为17%，夜间长波净辐射值为60W/m^2左右。模式计算的相应地区的辐射特征与观测结果相当接近。模式计算结果表明，夏季新疆、甘肃西部、内蒙一带为感热通量高值区，其最大值在华北、东北地区，其值可达300W/m^2。广大西北地区潜热通量都很低，其高值区在华东、华南、西藏东部和四川一带，最大值可达250-300W/m^2。     

含湿孔隙岩石有效热导率的数值分析

本文采用有限元方法研究含湿孔隙岩石的有效热导率,即随机划分网格并指定材料性质,建立三维含湿孔隙岩石的有限元模型,模型的上下表面施加不同的温度,侧面绝热,计算出总热流,然后结合上下表面的温度梯度计算出岩石的有效热导率.考虑到单个随机模型不一定具有代表性,对给定的孔隙率和饱和度均生成了200种矿物、水、空气随机分布的岩石模型,进行Monte Carlo实验和统计分析,统计分析结果与前人实验结果吻合良好.数值分析结果表明,孔隙岩石的有效热导率与岩石的孔隙率、饱和度、固体矿物组分及孔隙的分布情况有关,数值计算的误差随着网格数目的增加而减小.此有限元方法可以用来估算岩石的有效热导率,在已知组分性质的多矿物岩石物性计算方面有广阔应用前景.     

基于矩阵算法的海洋-大气耦合矢量辐射传输数值计算模型

基于矩阵算法开发了适用于精确计算海洋-大气耦合矢量辐射传输方程的数值计算模型- PCOART. PCOART首先将矢量辐射传输方程进行傅里叶展开, 得到与方位角独立的矢量辐射传输方程. 进一步离散天顶角, 得到矢量辐射传输矩阵方程, 并利用加倍法进行数值求解. 根据辐射在海洋-大气界面的反射和折射性质, 将海洋和大气矢量辐射传输过程进行耦合, 得到海洋-大气耦合介质系统的矢量辐射传输数值计算模型. 通过与MODIS精确瑞利散射查找表的比较, 说明PCOART计算瑞利散射辐射的Stokes矢量是精确的, 其对多次散射和偏振的处理是正确的. 同时, 通过Mobley水体辐射传输标准问题的验证, 说明PCOART适合于计算水体辐射传输问题. PCOART是精确计算海洋-大气耦合介质系统矢量辐射传输的得力工具, 它为进一步深入研究海洋-大气耦合介质系统辐射传输的偏振特性及遥感信息反演打下基础.     

渤海水域居里面分析

本文用航磁资料根据B.K.Bhattacharyya教授提出的剩余异常谱分析的方法,计算了渤海水域的居里面。结果表明,渤海水域下面,地壳温度很高,有些地方居里等温面的深度只有12公里。这说明,许多学者根据渤海及周围地区的地质及地球物理资料,推测渤海是华北地区上地幔热物质上涌的高点是正确的。渤海凹陷及周边地区的高热流值(1.8—2.36)是有深部背景的。指出,地下热物质上涌及由于地壳不均匀性引起的温度场的水平梯度与华北地区的地震活动有密切的关系     

NUMERICAL SIMULATION OF 1998 RED TIDE OF THE BOHAI SEA

1 INTRODUCTION The Bohai Sea, located in East China, consists of five parts: Bohai Bay, Liaodong Bay, Laizhou Bay, Central Bohai and the Bohai Strait, as shown in Fig.1. The average water depth of the semi-enclosed sea is only 17 m. The maximum water depth is 70 m, measured in the Bohai Strait. Surrounding the Bohai Sea are 17 industrial cities, including Beiijing, Tangshan, Tianjin, Dalian, Huanghua and Dongying. More than 50 rivers, including the Haihe, Liaohe, Yellow, and …     

NUMERICAL ANALYSIS OF THE MECHANICS OF SOIL REINFORCEMENT

1 INTRODUCTION China is rich in mountains. The mountainous area occupies 69% of the total land of the country. Thus, landslides frequently occur in the mountain areas of China. Landslides originating in subsurface soils are typical, and constitute approxi…     

太阳辐射和地面气象要素的日环食效应

本文通过对1987年9月23日日环食期间太阳辐射和地面气象要素等实测资料的分析,指出了在日环食过程中太阳辐射和地面气象要素等的变化,也叙述了日食期间地面臭氧含量的变化;第一次在国内测得了由日食引起的大气重力波,进而讨论了大气重力波的若干特性.     

太阳辐射和地面气象要素的日环食效应

本文通过对1987年9月23日日环食期间太阳辐射和地面气象要素等实测资料的分析,指出了在日环食过程中太阳辐射和地面气象要素等的变化,也叙述了日食期间地面臭氧含量的变化;第一次在国内测得了由日食引起的大气重力波,进而讨论了大气重力波的若干特性.     

星载微波SSM/I对南中国海海面遥感的辐射特征及其风场反演

研究了星载微波DMSPSSM／I对南中国海海面遥感数据的定量辐射特征．与现有的经验性统计反演不同,本文用37GHz垂直和水平极化两个通道的辐射亮度温度,提出了物理意义明确,又易于计算和参数标定的海面风速反演公式．海面风速及演结果与现有的海面浮标风速观测记录作了很好的比较．这一方法应用于南中国海海面风速的反演,得到了南海海面风速在空间和时间尺度上的分布和变化．     

星载微波SSM/I对南中国海海面遥感的辐射特征及其风场反演

研究了星载微波DMSPSSM／I对南中国海海面遥感数据的定量辐射特征．与现有的经验性统计反演不同,本文用37GHz垂直和水平极化两个通道的辐射亮度温度,提出了物理意义明确,又易于计算和参数标定的海面风速反演公式．海面风速及演结果与现有的海面浮标风速观测记录作了很好的比较．这一方法应用于南中国海海面风速的反演,得到了南海海面风速在空间和时间尺度上的分布和变化．