Modified precise time step integration method of structural dynamic analysis

The precise time step integration method proposed for linear time-invariant homogeneous dynamic systems can provide precise numerical results that approach an exact solution at the integration points. However, difficulty arises when the algorithm is used for non-homogeneous dynamic systems, due to the inverse matrix calculation and the simulation accuracy of the applied loading. By combining the Gaussian quadrature method and state space theory with the calculation technique of matrix exponential function in the precise time step integration method, a new modified precise time step integration method （e.g., an algorithm with an arbitrary order of accuracy） is proposed. In the new method, no inverse matrix calculation or simulation of the applied loading is needed, and the computing efficiency is improved. In particular, the proposed method is independent of the quality of the matrix H. If the matrix H is singular or nearly singular, the advantage of the method is remarkable. The numerical stability of the proposed algorithm is discussed and a numerical example is given to demonstrate the validity and efficiency of the algorithm.     

城乡交错带人地系统的特征及其演变机制分析

城乡交错带位于城市与乡村交互作用的地带,是我国２１世纪人地关系最为紧张的地区。从区域的角度,揭示城乡交错带人地关系地域关系的特征,分析其动态演变机制,对该地区合理开发利用资源,协调人地矛盾,实现社会经济的可持续发展具有指导意义。     

广西滨海湿地生态系统退化评价指标体系研究

利用"压力-状态-响应(PSR)"模型,将现有滨海湿地生态系统退化的主导因子,按照退化产生的因果逻辑关系分成压力、状态和响应3个部分,构建广西滨海湿地生态退化指标体系。根据广西滨海湿地生态系统现状和特点,本研究共筛选出25个指标。     

云南松根系对土壤牵引效应测试系统的设计与实现

目前在野外对云南松根系与土壤的机械效庆的研究，由于测试研究受多种因数的影响，开展研究困难较大，研究精度也受到一定程度的影响，这对较深入的描述根系与土壤相互作用的机械效应带来一定的困难。本文基于这一实际，设计了能在室内和野外进行实时测试分析的测试系统，并配套了支持PCMCIA插槽的DAQP－12型模数转换（A／D）卡，以及直流电供电的QT－300型调理装置。结合所配套的硬件，利用Visual C在Windows95/98平台编写了软件，经过实际试验测试，系统各项性能能够满足云南松根系对土壤的机械效应研究的测试分析要求。     

Evolution of aerosol vertical distribution during particulate pollution events in Shanghai

A set of micro pulse lidar(MPL)systems operating at 532 nm was used for ground-based observation of aerosols in Shanghai in 2011.Three typical particulate pollution events(e.g.,haze)were examined to determine the evolution of aerosol vertical distribution and the planetary boundary layer(PBL)during these pollution episodes.The aerosol vertical extinction coefficient(VEC)at any given measured altitude was prominently larger during haze periods than that before or after the associated event.Aerosols originating from various source regions exerted forcing to some extent on aerosol loading and vertical layering,leading to different aerosol vertical distribution structures.Aerosol VECs were always maximized near the surface owing to the potential influence of local pollutant emissions.Several peaks in aerosol VECs were found at altitudes above 1 km during the dust-and bioburning-influenced haze events.Aerosol VECs decreased with increasing altitude during the local-polluted haze event,with a single maximum in the surface atmosphere.PM2.5 increased slowly while PBL and visibility decreased gradually in the early stages of haze events;subsequently,PM2.5 accumulated and was exacerbated until serious pollution bursts occurred in the middle and later stages.The results reveal that aerosols from different sources impact aerosol vertical distributions in the atmosphere and that the relationship between PBL and pollutant loadings may play an important role in the formation of pollution.     

华中区域中尺度业务模式水平风场预报能力的检验评估

利用经过质量控制的风廓线雷达组网资料(以下简称观测)对华中区域中尺度业务模式(WHMM)水平风场的预报能力进行检验评估,分别从总体、不同高度、不同风速以及单站等方面对全风速(wspd)、纬向风(u)、经向风(v)进行1个月(2013年5月)的统计分析。结果表明:(1) WHMM对风场具有较好的预报能力。其12 h和24 h的预报与观测的相关系数在0.6以上,通过α=0.01的显著性检验,12 h相关系数大于24 h的,预报风速整体存在负偏差,较观测偏小。随预报时效延长,风场的预报误差增大。u和wspd的预报能力好于v。(2)在垂直方向上,WHMM的wspd、u和v预报的均方根误差(RMSE)随高度先增加后减小,在1～2 km高度预报误差较大,4～5 km的预报误差较小。(3)按照风廓线雷达测风wspd间隔5 m·s~(-1)将模式预报分组,在30 m·s~(-1)以下不同速度分组中,WHMM 12 h预报的wspd、u和v与观测值的相关系数均大于24 h的,且通过α=0.01的显著性检验,12 h预报的RMSE大于24 h的,并随风速增加而增大。(4)从单站的风廓线来看,模式可以预报出站点上空风场随高度的变化趋势,广州站预报效果好于芜湖和秭归站。     

基于数值预报与雷达外推预报融合方法的降水回波短临预报试验研究

采用傅里叶-梅林变换、多尺度光流法及威布尔分布,对湖北省2020年6—7月4次降水过程雷达回波进行多尺度预报试验及其相位和强度校正。在此基础上,利用双曲正切函数对校正后的模式降水回波预报和雷达回波外推临近预报进行融合。最后,基于预报技巧评分和平均绝对误差及命中率等指标对不同时效、尺度及回波阈值的预报结果进行定量分析。结果表明：（1）融合后的0～3 h降水回波预报在范围和位置上均较模式预报和雷达外推预报改进明显,尤其对强回波预报有明显优势,对对流预报有积极作用;0.01°×0.01°尺度的0～1 h预报效果明显好于其他尺度及预报时效。（2）武汉RUC模式预报效果最差,平均绝对误差（mean absolute error,MAE）最大为6.1～8.2 dBZ,而融合预报效果最好,MAE最小为4.7～6.5 dBZ。0.01°×0.01°尺度下融合预报的命中率（probability of detection,POD）随回波阈值和预报时效增加而降低,而其他尺度下20 dBZ回波阈值的平均POD最大、MAE最小,平均POD(MAE)均高于（低于）其他2种预报。总体来看,融合预报明显优于单一预报...     

大理雨季开始期演变及异常环流特征分析

利用云南省大理州12个气象站1962～2008年共47a雨季开始期资料及NCEP／NCAR高度场及风场资料分析了大理雨季开始期的时空分布特征及异常年环流特征。EOF分析表明,大理雨季开始期存在多种空间分布类型,主要的分布型是一致偏早（晚）型及东南一西北型。Morlet小波分析表明,大理雨季开始期在20世纪60年代初到70年代中期偏早,70年代中期至90年代初偏晚,90年代初至今偏早;且存在约2a和10a的特征时间周期变化。异常偏早年5月高度距平场上北半球经向上呈“-＋-”的分布,异常偏晚年则相反,呈“＋-＋”的分布。异常年5月高、中低层的距平风场同样存在明显差异,异常偏早年高层存在增强伊朗高压的反气旋环流,低层存在偏强的南亚季风环流,异常偏晚年则是相反的环流特征。     

基于Hybrid模式精细化移动气象服务系统的设计与实现

近年来移动气象服务需求快速增长,而气象信息的辅助决策功能在现代气象服务体系中的作用越发凸显,如何快速建立一个性能可靠、易于扩展、自主可控的移动气象服务系统成为当前各级气象部门重点关注内容之一。本文介绍了基于Hybrid模式构建精细化移动气象服务系统的总体设计,并通过Hybrid、插件化开发、MVC框架、HTML5融合等关键技术实现了气象信息在移动端的展示交互,体现了Hybrid开发模式在功能复用性高、迭代升级方便等方面的技术优势。经过近5年的持续迭代升级,目前系统产品已经广泛应用在山东省各级气象部门、政府决策部门以及重点服务行业中,在气象服务社会防灾减灾过程中发挥出重要作用。     

极地科学数据关联方法及应用研究

为了从海量极地科学数据中准确、智能地发现用户所需要的数据,首先,系统研究分析极地科学数据特征,挖掘极地科学数据本身隐含的语义信息,建立极地科学数据关联指标体系;其次,研究极地科学数据关联方法,最后设计并实现极地科学数据关联查询应用原型系统。以极地科学数据共享平台的元数据作为语料库,自动抽取极地科学数据关联指标数据,实现极地科学数据集之间的自动关联。应用实践表明,利用极地科学数据关联方法不仅可直接检索出满足条件的数据,还可以检索出潜在的相关联的数据。该关联方法研究可促进极地科学数据的集成、融合与共享应用。