雷暴大风过程中对流层中低层动量通量和动能通量输送特征研究

2014年5月31日北京发生一次雷暴大风过程。以雷达资料同化结果为初始场,对此次过程进行高分辨率数值模拟。采用非静力平衡和非地转平衡的经向动量方程和质量权重动能方程,利用模拟资料,对雷暴大风过程中经向动量和质量权重动能进行收支分析,以此来研究雷暴过程中对流层中低层动量通量和动能通量输送特征,讨论地面大风的可能成因。分析结果表明,在对流层中低层,经向动量通量散度是影响经向动量局地变化的主要强迫项。雷暴系统后部的入流把中低层的经向动量倾斜向下输送,系统前部对流云区中低层的下沉气流也向下输送经向动量。这两支下传动量通量先后与近地面经向动量的水平通量汇合,向系统前沿输送经向动量。在北京西北部地形阻挡作用下,经向动量通量在系统前端近地面辐合,促进那里的经向动量局地增长,有利于增强那里的南风。质量动能收支的特征与经向动量收支类似,在近地面层质量动能的局地变化主要是由质量动能通量散度引起的。系统后部入流把中层质量动能向下传输到近地面层,然后与近地面质量动能的水平通量汇合,向系统前沿输送质量动能。相对来说,近地面层经向动量和质量动能的水平通量比下传通量更重要,这主要与低层较强的东南急流有关。     

基于GIS的沪汉蓉高铁线路暴雨灾害风险区划

通过收集整理沪汉蓉高铁沿线近13 a相关资料,采用层次分析法、专家打分法和加权综合评价法,通过暴雨灾害的危险性、孕灾环境的敏感性、承载体的易损性和防灾减灾能力等4类因子构建了沪汉蓉高铁线路暴雨灾害风险区划模型,绘制了沪汉蓉高铁线路暴雨灾害风险区划图。结果表明,沪汉蓉高铁线路暴雨灾害风险呈现西部高于东部特征,4个高风险区主要集中在武汉以西,分别为湖北天门—潜江段、宜昌西部—恩施东部、重庆东部、四川内江—资阳段,高风险区段与高铁沿线主要暴雨多发区中心位置基本一致,研究成果对沪汉蓉高铁沿线市县开展暴雨灾害防御工作具有较好的决策参考作用。     

“雪龙”号科考船在冰区航行的船体振动测量研究

船舶在冰区航行时,船体会受到多种类型激振力的作用而产生不同程度的结构振动。船体振动会对船体结构安全以及船上人员的正常工作产生不利影响。船体结构振动的现场测量可较为准确地分析船体振动的基本特性,确定船体振动与外界荷载因素的对应关系。在2015—2016年中国第32次南极科学考察过程中,对"雪龙"号极地科学考察船的冰激振动开展了现场测量。本研究对比了船体在无冰区和冰区航行过程中的船体振动变化,分析了船体在不同航速、冰厚以及不同破冰航行方式下的振动规律。测量结果表明:船体冰激振动随着航速和冰厚的增加而显著增大;在船体采用冲撞式破冰时横向振动最为明显,而在连续式破冰时,垂向振动最为明显。以上研究可为冰区航行中船体振动的现场监测技术提供有益参考,并有助于分析海冰对船体振动规律的影响。     

CIMISS中气象观测资料处理入库效率优化方法

气象资料种类多、海量、格式多样复杂,造成综合气象信息共享系统(CIMISS)巨大的处理压力。以高空L波段数据作为个例,进行详细的分析,在数据库表设计上,通过"键-要素"的拆分方式减少数据库冗余,建立合理的索引和分区提高数据表访问效率。在处理流程方面,通过简约化流程减少系统间消息交互和IO,从而优化系统的存储效率。同时简约流程中对比PRO*C和OCI两种入库方式,PRO*C简单高效便于开发,而OCI功能全面但相对复杂,通过比较两种入库方式的效率,系统采用PRO*C方式。高空L波段数据实际运行效果表明,平均28s完成一份数据的处理。对比高空探测数据的处理,简约流程比原流程入库更快。     

中国雷达强天气预警信息质量控制与集成应用

冰雹和龙卷等强对流天气容易产生严重气象灾害,而雷达可以为强对流天气提供高时效的监测信息。针对当前雷达业务系统仅提供单站预警,且强天气识别算法缺乏本地优化等问题,研究了全国雷达预警信息组网集成技术,为大范围监测中小尺度强对流天气提供及时高效的参考信息;通过对全国高空站3年0℃层高度资料的统计分析表明,雷达监测冰雹等算法的0℃层高度应在3~6km范围动态调整,提出了雷达强天气预警动态本地化等综合质量控制方法。通过质控前后统计分析表明,质量控制可以有效降低雷达预警的虚警率,虚警剔除率可达到95%以上;与雷电观测资料的检验结果显示,质控后的雷达预警信息与雷电分布具有较好的契合度。将基于上述组网集成与质量控制的综合技术应用于2016年6月23日盐城龙卷强天气监测,取得了较好的应用效果。     

省级气象云资源管理平台设计与应用

基于OpenStack架构建立省级云资源管理平台,通过整合省级各类硬件资源,将计算、存储、网络等硬件资源纳入统一资源池管理,在此基础上将省级原有的多套虚拟化系统软硬件资源纳入平台统一管理。平台投入使用后资源有效利用率大幅提升,实现硬件资源动态、弹性、可回收利用,能够更好地为各业务部门提供硬件资源服务。通过接管省级VMware、OS等虚拟化系统,平台可以根据业务需求快速部署交付业务系统,大幅提高对气象业务的服务和支撑能力,提高了系统运维的水平和效率。该平台的建成和应用对省级云计算发展和应用具有示范、服务、探索等多重作用,特别是对带动省级信息化建设进入新阶段,探寻省级新的信息化建设模式具有现实意义。     

全新世巢湖沉积物炭屑记录的火环境变化

通过对巢湖湖泊沉积岩芯不同粒级炭屑浓度和磁化率等指标变化的研究,揭示了全新世以来的区域火环境变化及人类活动影响。结果表明：① 全新世早期,气候由寒冷干旱向温暖湿润过渡,但仍较为干旱,炭屑浓度也相对略高,火活动比较频繁,地方性和区域性火时有发生;② 全新世中期是最温暖湿润的适宜期,炭屑浓度出现全新世以来的低值,火活动微弱,但在文化兴盛时期炭屑浓度出现峰值,则归因于人类活动的影响;③ 全新世晚期,在气候趋于凉干的环境背景下,人类活动的增强更加剧了火活动的频率和强度,炭屑浓度大幅增加;④ 近200 a炭屑浓度的降低可能与湖区附近已没有足够生物量引起火灾有关。     

Comprehensive evaluation of ski resort development conditions in northern China

China′s bid for the 2022 Winter Olympic Games will promote rapid development of domestic ski tourism. More than 10 provinces in the northern China list ski tourism as a new source of growth in the tourism industry. Formulating a scientific evaluation system is an important foundation for ski resort development. By referring to the conditions of existing international ski resorts, a comprehensive index system for evaluating ski resort development was developed based on natural factors, human factors, athletic sports, and popular ski tourism. The system was composed of one target layer, two indices, seven sub-indices and twenty-five basic indices. Based on data collected during a field investigation in 2012 and on a statistical model, the development conditions of the following ski resorts were quantified: Yabuli Ski Resort in Heilongjiang Province and Beidahu Ski Resort in Jilin Province in Northeast China, Wanlong Ski Resort in Hebei Province and Nanshan Ski Resort in Beijing in the northern China, and Silk Road International Ski Resort in Uygur Autonomous Region of Xinjiang in the northwestern China. The resulting index values of development conditions at Beidahu, Yabuli, Wanlong, Nanshan, and Silk Road International Ski Resorts were 0.304, 0.278, 0.270, 0.214, and –0.025, respectively. Various natural and human factors exert positive and negative effects on the development potential of ski resorts. The development conditions of the five ski resorts were inferior to those of first-class international resorts. Therefore, the development conditions of the five ski resorts should be improved with future construction.     

南极普里兹湾附近海域表层海流特征分析

利用第29次南极科考期间在普里兹湾海区释放的8个Argos漂流浮标所获的总计662 d的数据,对普里兹湾及其邻近海域的表层海流特征进行了分析,并和以前的研究结果进行对比,结果表明:普里兹湾西部和北部表层海流基本呈现向西的流动,说明此地区的表层海流以沿南极大陆的逆时针沿岸流为主。普里兹湾东部海流呈现先向南再向西或先向南再向北的流动,普里兹湾西北部海流呈现向南的流动。8个浮标平均流速在0.02—0.20 m·s~(-1)之间,最大流速为1.57 m·s~(-1),流速1.0 m·s~(-1)的大流速区主要集中在普里兹湾、克洛斯角外侧、达恩利角外侧海域,流速1.5 m·s~(-1)的大流速区只出现在普里兹湾、克洛斯角外侧两处海域。     

不同月海冰边界提取算法对南极海冰变化的影响分析

海冰与海水的交界地带是海-冰-气相互作用的重要区域,其变化会影响海洋生物栖息地的联通状态和海洋、大气的交换,确定海冰边界对于分析海冰动态变化具有重要意义[1-2]。被动微波传感器为长期监测海冰变化提供了大尺度的连续观测数据。从经典统计、随机集理论出发,应用三种由被动微波日均海冰密集度数据提取月均海冰边界的方法,分析三种月均边界的差异,以及不同月均边界提取方法对海冰长期变化分析的影响。