WRF模式空间分辨率对南海台风模拟的敏感性分析

为准确模拟南中国海台风路径和强度,对建立的WRF模式开展水平和垂向网格分辨率的敏感性分析。水平网格分辨率分别采用5 km,10 km,20 km,30 km以及15 km和5 km的嵌套方案等5种情况,垂向网格分辨率采用35层、28层和20层等3种情况,顶部最大压强采用1000 Pa,2000 Pa,3500 Pa和5000 Pa等4种情况,针对台风"启德"的路径和强度进行模拟分析。对不同条件组合下的台风路径、风速和海面压强进行对比,发现水平和垂向网格分辨率对台风路径的影响比较有限,对台风强度的影响相对显著。基于高精度空间分辨率模拟得到的台风强度与实测值吻合更好,采用嵌套网格技术对计算结果精度的提高效果显著。采用35层的垂向分辨率得到的模拟结果明显优于基于20层和28层得到的模拟结果。经过对比分析,确定适用于本研究的最优参数设置：水平空间分辨率采用15 km和5 km的双向嵌套网格方案;垂向分层为35层,顶部最大压强为2000 Pa。     

大气-海浪耦合模式及其在理想台风模拟中的应用研究

采用传统的理论模型或者经验公式构建台风动力场驱动海浪模式,无法反映台风影响下海气动力过程,难以为海浪模式提供高精度的台风风场、气压场数据。为解决这一问题,基于中尺度大气模式WRF和第三代海浪模式SWAN,构建大气-海浪实时双向耦合模式,并将其应用于理想台风的模拟之中。建立的WRF-SWAN耦合模式能够成功模拟理想台风影响下的台风浪分布特征,揭示了台风风场和台风浪在空间上的“右偏性”不对称分布特征,该模型可推广用于实际台风浪的模拟分析。     

非淹没刚性植物对海啸作用下海堤水动力特性影响数值模拟研究

基于非静压单相流模型NHWAVE建立了高精度数值波浪水槽。通过设计不同的计算工况,系统研究了非淹没刚性植物对海啸作用下海堤周围水动力特性的影响。着重分析了不同入射波高、不同植物分布密度以及不同植物分布宽度条件下海啸波沿程波形特征以及海堤堤顶越浪流空间分布特征。结果表明:不同入射波高、植物分布密度以及植物宽度条件下,堤顶流厚度和水体流速具有明显单调的变化趋势,并且随着植物分布密度和宽度增大,波能衰减增大;随着入射波非线性增强,植物分布密度和分布宽度对堤顶前段水流厚度的影响也随之增强,而对堤顶后段水流厚度的影响则减弱,且堤顶后缘水流厚度约为堤顶前缘厚度的二分之一;在波浪非线性较大情况下,植物的存在对堤顶流速度的空间分布趋势几乎没有影响,但相对堤顶流速度增加程度均大于无植物情况,且堤顶后缘水流速度约为堤顶前缘的1.6倍。     

新疆新源县塔尔塔夏勘查区控矿地质条件、地球化学特征及找矿方向

新疆新源县塔尔塔夏地区位处西天山阿吾拉勒铜、铅、锌等多金属矿成矿有利地段,通过对该区控矿地质条件、1∶1万土壤测量异常的总结,分析导致该区化探异常的地质因素,提出了下一步找矿工作的重点地段,即在该区南部近EW向弧形断裂一带寻找隐伏热液充填交代型铜铅锌矿床。     

大型溞(Daphnia magna)线粒体基因组的测定与序列分析

利用Long-PCR及普通PCR技术,结合引物步移法测序,经拼接、组装后获得中国淮河大型溞(Daphnia magna)线粒体基因组全序列,并对其基因组成、结构特点等进行初步分析.大型溞线粒体基因组全长为14948 bp,A、T、G、C各碱基含量分别为32.37%、34.73%、15.58%、17.31%,表现出明显的AT偏倚.13个蛋白质编码基因、22个t RNA基因、2个rRNA基因和1个D-loop区(控制区)的排列方式与典型的节肢动物线粒体基因组的排列方式略有不同.除COI基因以CTG、ATP8基因以GTG、ND3基因以ATC以及ND6基因以ATT为起始密码子以外,其余9个蛋白质编码基因均以ATG作为起始密码子;9个蛋白质编码基因具有典型的完全终止子TAG或TAA,COI、COII、ND4和ND5等基因采用不完全终止密码子T.基因组包含9个基因间隔区,共81 bp,长度1~62 bp;13个基因重叠区,共77 bp,重叠碱基数在1~27 bp之间,最大重叠在16 S rRNA和tRNA~(Val)基因之间.在预测的22个tRNA基因的二级结构中,发现只有tRNA~(Ser1)基因未能形成完整的二级结构,其他21个基因均可形成典型的三叶草结构.16 S rRNA和12 S rRNA基因长度分别为1373 bp和752 bp,D-loop区全长289 bp.本研究结果为探讨大型溞在溞属中的系统学地位及其与其他种间的系统发生关系等问题提供了数据资源.     

环抱式港区水体交换能力数值研究——以闸坡渔港为例

环抱式港池的水体交换能力强弱对港池的水质有重要影响,水体交换通道是改善港池水质的有效措施。本研究以闸坡渔港防波堤改造工程为例,采用不规则三角网格和有限体积方法,在潮流数模研究成果的基础上,建立平面二维对流-扩散数学模型,开展闸坡渔港扩建前后水体交换能力数值模拟研究,评估工程前后港内水体半交换周期和水体交换率。研究结果表明,闸坡渔港的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129 h,工程后闸坡渔港水体半交换时间为104 h。工程后洲仔峡防波堤被改为涵洞式桥梁,使渔港与外海形成了水体交换通道,增加了港池内外水体相互作用和水体交换量,相应的水体交换能力增强。而港池外的两个水产养殖区域由于与外海相连,水体交换能力较强,工程前后该区域水体交换能力变化不大。     

WRF模式中台风"启德"模拟对 参数化方案的敏感性分析

为准确模拟台风路径和强度,采用WRF模式比较不同微物理过程和积云对流过程参数化方案对台风路径和强度模拟的影响,并基于集合预报方法考虑对台风预报系统误差进行优化。选用4种微物理过程方案和3种积云对流参数化方案,针对1213号台风“启德”进行模拟,结果表明不同的参数化方案对台风路径和强度的预报结果有明显影响,积云对流过程参数化方案相对于微物理过程参数化方案更加敏感。基于不同参数化方案扰动成员的集合平均预报方法,对于台风路径和强度的模拟误差均有明显改善,台风路径误差随时间增幅较小,其结果优于全部12个单方案试验的模拟结果;从台风强度方面来看,基于集合预报方法模拟得到的台风强度变化趋势与实况结果一致,且误差较小,优于大多数试验方案。结果表明:采用不同微物理过程和积云对流过程参数化方案的组合构建的集合预报模型,对于台风路径和强度的模拟均有一定程度改善,减小了采用不同参数化方案产生的路径不确定性,使其在台风“启德”的路径模拟上与实况更为接近,可为提升台风预报能力提供科学参考。     

动力波形计算机反演的研究

本文根据福里叶正反变换理论,对畸变了的波形进行频谱分析,分解出它的各个组成频率分量,然后根据测试系统的频响曲线对组成波形上的各对应值进行修正,最后把修正后的分频叠加起来,求得反演修正后比较接近真实的波形。本文既有理论上的分析,又有具体实现的方法。