雷击风险评估中Lo损失因子在多线路系统下的细化和改进

2008年推广施行的新国标GB/T 21714.2已广泛应用于各地雷击风险评估业务中。但在实际应用过程中人们也发现用其建立评估模型时,标准的一些简约化约定,使得其计算结果不够精准,特别是描述和处理也显得越来越困难,影响和制约了它的应用范围和前景。为此,本文针对带有多种电气和电子系统的复杂结构建筑,提出按其进线分布特点,对Lo损失因子取值方法进行改进(下文均称"Lo优化取值法"),为多线路进线建筑物的雷击风险管理提供更细化的依据和算法,并举例证实。结果表明:细化考虑不同线路的Lo对于建筑物雷击风险评估更为切近真实。     

基于VLF/LF三维闪电监测定位系统的北京闪电特征分析

基于定位方式、电流强度和归闪标准三个方面对2016—2018年湖北省ADTD二维闪电定位网和VLF/LF三维闪电定位网的闪击数据进行了质控,并讨论了不同质控方法的差异,结果显示三维闪电定位网的探测灵敏度和探测效率显著高于二维闪电定位网,前者探测到的闪击总数约为后者的2.3倍,且能探测到更多弱的正闪击,闪电强度也更为集中。与此同时,对质控后的地闪数据的时间、空间和强度分布特征进行了对比分析,结果显示两套闪电定位网的负地闪日分布、月分布、地闪密度分布等变化特征相似;正地闪存在一定差异：二维闪电定位网的日分布和三维闪电定位网的月分布呈单峰分布特征,而二维闪电定位网的月分布和三维闪电定位网的日分布则呈双峰变化特征。总体而言,质控后的地闪数据与湖北省雷电日数的月分布以及闪电密度的地域分布均相符,表明相关质控方法是合理有效的。

     

基于CRU资料的山西百年气温时空演变特征

全球变暖的背景下,百年尺度上的区域气温变化规律,近年来已成为气候变化研究的热点。本文基于1901-2016年英国东英吉利(East Anglia)大学气候研究中心(Climatic Research Unit,CRU)提供的高分辨率、逐月气温数据集,采用一元线性回归法、滑动平均法和Mann-Kendall突变检验法分析了116年来山西气温的时空分布特征。结果表明:百年来山西年平均气温和各季节气温均呈波动上升趋势,年均和各季节气温倾向率分别为0.13℃·(10a)^-1(年平均)、0.16℃·(10a)^-1(春季)、0.05℃·(10a)^-1(夏季)、0.09℃·(10a)^-1(秋季)、0.22℃·(10a)^-1(冬季),其中冬季气温增幅最大,对年均温增长的贡献最大,贡献率为42.31%,夏季气温增幅最小,贡献率也最小(9.62%)。研究时段内,山西各季节气温均发生突变,春季季均温突变开始于1993年,夏季在1917年和1996年都发生了气温突变,秋季、冬季出现突变的年份分别为20...     

厄尔尼诺对长江中下游地区夏季持续性降水结构的影响及其可能机理

根据中国国家气象信息中心提供的1961-2016年2400多站的逐日降水观测数据,分析了厄尔尼诺对长江中下游地区夏季持续性降水结构的影响。发现长江中下游地区的降水主要以5 d及以内的降水事件为主,其强度主要分布在4-24 mm/d;5 d以上降水所占比例相对较小,而其强度主要分布在12-24 mm/d。其中,长江中下游地区夏季大于5 d的降水事件（长持续性降水事件）所占比例和强度在长江以南地区要大于长江以北地区。同时,在厄尔尼诺的影响下,长江以南地区的降水结构从2-5 d持续性降水事件（短持续性降水事件）和1 d的降水事件（非持续性降水事件）向长持续性降水事件转变,且其强度增加。而长江以北地区,以湖北为主,降水结构存在从非持续性向短持续性降水事件转变的现象,短持续性降水事件的强度也略有增强。因此,厄尔尼诺使得长江中下游地区的降水事件更多地以持续性降水为主,不同持续性降水事件的强度加强。进一步分析发现厄尔尼诺次年西太平洋副热带高压西伸加强,与其相关的东南季风所输送的水汽也有所加强。同时,中高纬度阻塞高压环流形势稳定维持。受这些因子的共同作用,最终导致长江中下游地区夏季降水持续性延长和降水强度加强。而这将给长江中下游地区的农作物种植和经济发展等带来较严重的影响,使防洪、防涝工作面临严峻的挑战。      

2016年汛期中国降水极端特征及与1998年对比

本文利用国家气象信息中心提供的1961—2016年全国2341个气象观测站日和小时降水量资料,分析了2016年中国汛期降水的极端特征,并与1998年进行比较。主要结论如下：2016年汛期全国平均降水量为1961年以来历史同期最多,共有140站汛期降水量突破1961年以来历史同期极大值,有112站出现历史次极大值,比1998年分别偏多54和47站。1998年降水极值主要出现在东北和长江中上游地区,2016年主要出现在华东地区,而且范围更加集中。共出现6972站次暴雨,其中大暴雨1251站次,为1961年以来最多。44次大范围暴雨过程持续时间达90 d,总体呈现“中间强、前后弱”的特征。有417站出现日降水量极端事件,其中88站突破历史纪录,创1961年以来新高;最大小时降水量共有113站突破历史极值,比1998年偏多29站。从空间分布来看,日降水量极端事件2016年主要位于华东和华北地区,1998年集中在中部地区;破纪录小时降水2016年主要在西部地区,而1998年东部地区更为突出。     

宁夏一次短时暴雨天气的跟踪预报分析

用卫星云图、雷达对2008年8月7日强对流天气产生的暴雨过程跟踪观测资料,结合自动站地面降水实况和WRF模式风场资料进行短时预报分析.结果表明:扩散东移冷空气和副热带高压边缘偏南暖湿气流的共同影响下,大气层结不稳定发生强烈的强对流天气;利用卫星云图,新一代天气雷达基本反射率强度图、0.5°仰角基本速度图和风廓线产品跟踪监测,综合分析预报短时暴雨天气是有效的方法.     

基于偏振雷达的积层混合云降水增雨潜力识别方法研究

强对流系统诱发的局地暴雨往往造成城市内涝, 带来严重的经济损失,危害人民生命、财产安全。为加强城市内涝预警能力、提高内涝预报精度、改善风险空间描述,急需研发高精度、高时空分辨率的城市降水监测产品。本研究基于深圳市1部S波段双偏振雷达和2部X波段双偏振相控阵雷达观测资料,研发了深圳市S波段双偏振雷达和X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测（QPE）组网拼图系统。该系统主要包含以下4个模块：（1）雷达非气象回波的识别与去除;（2）复合平面扫描仰角信息计算;（3）S波段和X波段雷达单站降水率计算;（4）S波段和X波段雷达QPE拼图。基于新研发的S波段和X波段雷达定量降水估测拼图系统,产生时间分辨率1 min、空间分辨率30 m的QPE产品,并以自动气象站观测降水为标准,与深圳市目前天气预报业务QPE产品进行对比分析。结果表明,使用新研发的降水拼图系统产生的QPE产品,在精度和稳定性上优于业务产品。     

劈裂生长的形态发生及内部解剖结构特征的研究

对绵刺劈裂生长的形态发生及内部解剖结构特征进行了观察,研究结果如下：①绵刺的劈裂生长有两种类型,一种是首先茎从基部到根部发生多次劈裂,以后地上的茎部再相应发生分裂而形成几个独立的植株;另一种是茎基部以上的部位先发生纵裂,而根部后发生分离;②劈裂生长首先在茎基部发生,当绵刺植株生长到5 a以上的时候,这个部位的形成层活动不均匀,出现不规则的木质部排列,形成花环状结构,在相邻的两环状部位进行劈裂;③由于受劈裂生长的影响,劈裂发生后的植株的根部年轮分布不规则,发生劈裂部位的形成层活动不均匀,形成的次生木质部中导管数量少,口径也小,木纤维数量增多,细胞排列紧密而形成缢缩。     

黄土高原典型塬区土壤热状况研究

在陆-气相互作用中,土壤热状况（土壤温度、土壤导热率等）和土壤湿度等陆面状况对大气环流和气候变化都有着重要影响。黄土高原横跨干旱、半干旱及半湿润地区,为我国第二大高原,幅员辽阔。该复杂下垫面上的陆-气相互作用不仅直接影响到黄土高原地区的气候和环境变化,而且对东亚、乃至全球的气候和环境变化都可能产生重要影响。而对黄土高原区域的土壤热状况及土壤温度的研究是黄土高原陆-气相互作用研究的重要组成部分。分析了黄土高原典型塬区不同下垫面的土壤温度状况,分析了造成各种下垫面温度分布和变化不同的原因,得到如下结论：在近地层,随着土壤深度的增加,土壤温度振幅逐渐减小,40 cm土壤温度相对以上各层变化不明显。就季节变化而言,土壤温度在1 a中有两次稳定状态。第一次出现在4月上旬,其值约为6 ℃左右;第二次出现在11月中旬,温度值为14 ℃。相对于全年土壤温度而言,在12月到次年2月有一个低温中心,温度低于零度;7～8月间有一个暖中心。各层土壤温度在1月份是最低的,其后一路上升,4、5月份是土壤温度快速上升期,至8月上旬土壤温度达到最大值,为土壤升温期;其后温度开始下降。土壤温度梯度具有明显的日变化特征,夜间,土壤的热量是从深层传向地表的,而随着太阳高度角的加大,土壤温度梯度转为负值,深层土壤从地表获得能量,到了傍晚19时左右,温度梯度又转为正值;土壤温度梯度的变幅在有植被时要明显小于无植被时。各站的日平均土壤导热率,柴寺、塬下和中心站分别是1.43,1.24,1.17 W·m^-1·k^-1,土壤物理性质和土壤质地的不同是各站土壤温度分布和土壤热传导率存在差异的原因之一。     

腾格里沙漠东南缘不同年代固沙区根系分布

2010年8月,选择腾格里沙漠东南缘1964年、1981年和1990年建立的人工固沙区为对象,以流动沙丘和邻近的天然植被区为对照,利用根钻取样法研究了不同年代固沙植被区根系的3.0 m剖面的分布特征。结果表明：单位土地面积上<1 mm的活根、全部活根、<1 mm的死根和全部死根的重量密度和长度密度在不同样地间存在着显著差异(p<0.05);流沙、1990年、1981年、1964年固沙区和天然植被区全部活根重量密度分别为2.9±2.2、164.7±46.5、461.3±83.6、440.4±81.8 g·m-2和350.0±132.5 g·m-2,5个样地全部死根重量密度分别为4.9±2.8、58.7±16.8、390.9±57.9、492.5±252.2 g·m-2和214.4±29.9 g·m-2;根长密度也表现为相似的变化趋势。单位土壤体积的根系重量密度和长度密度随着土层加深而递减,植被区0~1.0 m土壤层活根的累积重量密度和长度密度在全部活根中的比例均超过70.0%,其中以天然植被区最大,流沙区则不超过25%;死根也表现为相似的趋势,只是比例有所降低。根鞘占全部根系生物量的比例非常不稳定,流沙区的最大,为94.3%,而1981年植被区的只有0.5%,1964年、1990年固沙区和天然植被区分别为29.9%,70.3%和58.9%。