融合大气数值模式的高精度对流层天顶延迟计算方法

针对现有对流层天顶延迟模型改正法因水汽参数难以精确获取所导致的时空分辨率与精度上的不足问题,提出了一种融合WRF(weather research and forecasting model)大气数值模式的对流层天顶延迟估计方法。通过分析WRF模式的数值模拟机理及其数据结构特征,采用直接积分与模型改正相结合的混合计算方式,实现了全球任意位置上小时级的对流层天顶延迟估计。验证结果表明,该方法计算的小时级ZTD再分析值精度为13.6mm,日均值精度更是可达9.3mm,比传统模型UNB3m的49.6mm以及目前标称精度最高模型GPT2w的34.6mm,精度分别提高了约5倍和3.5倍。在30h的预报时段内,预报值精度也可达22mm。无论是ZTD再分析值还是预报值比现有模型的估计值精度均有明显提高。     

两个西边界流延伸体区域中尺度涡统计特征分析

黑潮和湾流是世界大洋中最典型的两支西边界流,黑潮延伸体（Kuroshio Extention,KE）和湾流延伸体（Gulf Stream Extention,GSE）区域中尺度涡活动十分活跃。本文综合利用卫星高度计资料和Argo浮标资料,对KE和GSE区域中尺度涡的表层特征及其对温盐影响进行了统计研究和对比分析。结果表明:黑潮和湾流主轴附近为涡旋频率的高值区,主轴南北两侧分别以气旋涡和反气旋涡数量占多,主轴附近的涡旋强度明显大于其他区域;两个区域的涡旋以西向移动为主,气旋涡和反气旋涡都具有向南（赤道）偏离的趋势;两个区域的涡旋数量都以夏、秋季较多,涡旋强度都在春、夏季较大,且GSE区域涡旋强度明显大于KE区域;气旋涡（反气旋涡）引起内部明显的温度负（正）异常,KE区域气旋涡（反气旋涡）内部呈"负-正"（"正-负"）上下层相反的盐度异常分布,GSE区域气旋涡（反气旋涡）在各层呈现较为一致的盐度负（正）异常;两个区域中尺度涡对温盐场的平均影响深度可达1 000×104 Pa以上。     

海洋多要素长时间序列的motif规则树构建方法研究

对海洋数据进行挖掘能够有效地预测海洋灾害事件。海洋监测数据具有时序长、间隔短、多要素间强关联的特点,对长时间序列进行直接分析挖掘速度慢、效率低,现有方法大多采用符号化时间序列方法,但可能导致部分信息丢失且破坏 要素间的关联性。本文定义了时间序列 motif,用于发现时间序列中重复出现的,先前未知的局部信息,解决了符号化导致的信息丢失的问题,实现了时间序列 motif 的精确快速提取。通过构建 motif 规则树,实现了海洋多要素时间序列间强关联规则的挖掘。最后,给出关联规则评价参数,同随机游走数据对比后,证明了本文方法的有效性。     

The generalized energy equation and instability in the two-layer barotropic vortex

The linear two-layer barotropic primitive equations in cylindrical coordinates are used to derive a gen- eralized energy equation, which is subsequently applied to explain the instability of the spiral wave in the model. In the two-layer model, there are not only the generalized barotropic instability and the super high- speed instability, but also some other new instabilities, which fall into the range of the Kelvin-Helmholtz instability and the generalized baroclinic instability, when the upper and lower basic flows are different. They are perhaps the mechanisms of the generation of spiral cloud bands in tropical cyclones as well.     

基于DAN-W模型的高速远程滑坡灾变过程分析

高速远程滑坡因其突发性、剧烈性、高速性、远程性等特点对人员和财产造成重大危害,是中国最严重的地质灾害类型之一,研究其灾变过程对中国防灾减灾具有重要的意义.DAN-W是基于拉格朗日有限差分法建立的动力模拟方法,反演模拟碎屑流运动过程,更适合高速远程滑坡的模拟分析.笔者以哀牢山地区芭蕉树滑坡为研究对象,研究芭蕉树滑坡的基本...     

煤层气解吸时间的确定

煤层气的解吸、扩散是煤层气藏一个关键的内边界条件。本文应用数学方法通过对这一过程的刻划、描述,导出了有关煤层气解吸时间的概念,并提出了利用图解法确定煤层气解吸时间的方法,有助于在煤层气勘探、开发过程中正确理解与测定这一重要参数。      

西峰油田酸化增产技术研究与应用

针对西峰油田长8油藏低渗、细孔喉、砂岩泥质含量高等储层特点,分析了储层堵塞的原因,通过理论及试验优化出了本区块酸化增产的酸液配方。使用土酸酸化角井成功率相对较高,边井成功率低,复合有机酸酸化增产技术从应用效果看好于土酸酸化,为该地区措施提高单井产量积累了一定宝贵经验。     

高层建筑引发地面沉降模拟预测三维流固全耦合模型

为了准确预测由高层建筑引发土体应力场和渗流场变化而导致的地面沉降,以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将比奥固结理论中的本构关系拓展到黏弹塑性,并考虑了土体孔隙度、渗透系数及变形参数随有效应力的动态变化关系。以河北省沧州市为例,建立了沧州市高层建筑荷载、地下水渗流与土体变形三维流固全耦合数学模型。在对模型进行识别、验证的基础上,模拟预测了沧州市在地下水停采、仅存在高层建筑荷载的影响下,从2010年12月底到2025年12月底逐年的各含水层组地下水流场变化特征和地面沉降发展趋势。结果表明：沧州市由高层建筑荷载引发的最大地面沉降量为40.57 mm,最大地面沉降速率为2.7 mm/a,位于沧州市区。     

天山乌源1号冰川表面冰尘及底部沉积层真菌群落结构比较及其系统发育分析

对天山乌源1号冰川表面冰尘(Fz)及底部沉积层(Dz)的理化性质及真菌的多样性、群落结构、OTU的系统发育进行了比较分析。ITS克隆文库分析显示,依据99%相似性共得到26个真菌OTU,表面冰尘和底部沉积层分别为21和22个,其中17个为共有OTU。天山1号冰川中真菌以担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)占绝对优势,子囊菌门的真菌在Fz、Dz文库中的比例分别约为27%、57%。系统发育分析显示子囊菌门的真菌有14个OUT,8个属,其中Cladosporium仅分布在冰川表面(6.25%),而Aureobasidium仅出现冰川底部沉积层(8.93%)。另外6个属Tetracladium、Pseudeurotium、Fusarium、Penicillium、Simplicillium、Aspergillus在冰川底部和表面均有分布,但丰度明显不同,尤其是Aspergillus、Simplicillium在冰川底部沉积物中占优势(分别为17.86%、12.50%)。担子菌门的克隆主要来自Rhodotorula、Leucosporidium属,前者主要在分布冰川表面(12%),底部沉积层很少,后者在冰川表面及底部均有分布,分别占文库的比例为8.69%、12.50%。冰川表面和底部沉积层生态条件迥异,对其中的微生物系统发育类群具有明显的选择性。     

东亚夏季风异常活动的多模态特征:不同再分析资料的比较分析

利用1979～2002年ERA-40、ERA interim、JRA-25和NCEP-DOE AMIP-Ⅱ(简称为NCEP-2)再分析资料,采用扩展经验正交分解(EEOF)、相关分析等方法,对比分析了不同资料所揭示的东亚夏季风异常活动的多模态特征,在此基础上探讨了东亚夏季风异常活动各模态对应的大气环流异常分布型及其与中国夏季降水的可能联系。结果表明:(1)四套再分析资料所揭示的东亚夏季风异常活动均存在三种差异显著的空间模态,且各套资料对东亚夏季风异常活动空间多模态特征具有很好的一致性,仅NCEP-2的结果与其他资料略有差异。(2)第一模态体现了夏季风年际异常在中国南方和北方的反相变化,并具有显著的3～6年和准8年周期;与正(负)时间系数相对应,850 hPa风场、500 hPa高度场、SLP均显示东亚沿岸存在从西北太平洋经过日本以南到达鄂霍次克海的“-+-”(“+-+”)经向三极型结构;相应的降水变化在长江中下游为显著的负(正)异常,而在我国东北东部、东南沿海及云南西部则为正(负)异常。(3)第二模态反映了夏季风活动主导模态的一致性变化且在1993年左右发生年代际转折,并呈现准12年周期的强弱交替分布。当对应的时间系数为正(负)时,850 hPa风场在环贝加尔湖地区受强大的异常反气旋(气旋)控制;500 hPa高度场上,中高纬地区表现为异常的纬向波列结构,具体表现为起源于欧洲大陆西部经西西伯利亚平原向东南方向延伸至东北亚地区的“+-+”(“-+-”)的波列;SLP在我国大陆主要为正(负)异常,东亚夏季风整体减弱(加强);对应的夏季降水异常场呈现“南涝北旱”(“南旱北涝”)的分布形势。(4)第三模态表明了夏季风异常活动的东西反相变化,且有12～16年的准周期变化。对应正(负)的时间系数,115°E 以东地区盛行异常偏南(北)风,而115°E 以西地区主要盛行异常偏北(南)风;500 hPa高度场、SLP均显示出东亚沿岸地区、鄂霍次克海至日本以南洋面的“-+”(“+-”)波列以及欧亚大陆北部的准纬向遥相关波列;夏季降水在我国大部分地区偏多(偏少),显著变化主要位于黄淮及附近地区。