江淮梅雨期降水异常分布型及其与东亚副热带高空西风急流的关系

利用1980—2010年的NCEP/NCAR再分析资料与江淮地区44个站逐日降水资料,分析了江淮地区1980—2010年梅雨期(6月16日—7月15日)降水的基本空间分布型及其与东亚副热带西风急流的关系。结果表明,江淮梅雨降水的第一分布型为"南正(负)北负(正)",该型受副热带高空西风急流位置的影响,急流位置偏南(北),则雨带位于江淮南(北)部地区;第二分布型为"中间负(正),两边正(负)",该型受副热带高空西风急流强度的影响,急流强度异常偏弱(强),则雨带位于江淮地区西北、东南部(中部)。合成分析表明,高空急流位置异常偏南时,500 h Pa副高偏弱、偏南,850 h Pa江淮南部地区为水汽、风场辐合区,高低空配置有利于降水呈"南正北负"的分布型。高空急流强度异常偏弱时,从我国江淮中东部地区至日本南部,500 h Pa上无明显垂直运动,850 h Pa上有水汽和风场的辐散区,高低空配置有利于降水呈"中间负,两边正"的分布型。     

1876~1878年西北地区中西部干旱事件研究

从清代后期西北地区的历史文献中整理出1876~1878年气候信息和农业信息,即少雨或干旱等事件、蝗虫事件、歉收和饥荒事件。资料来源包括清代中央和新疆地方的档案,新疆、甘肃和宁夏的地方志,重要人物的文集等。结果显示1876~1878年西北地区中西部出现干旱及相关事件。将以上事件绘制成图,发现这些事件分布在甘肃、宁夏和新疆东部,最西可达新疆天山北麓中部。整体上,事件以1877年为范围最广、最为严重。在此次干旱事件中,西北地区中西部的经济社会受到的影响有限,只在部分县域出现粮食歉收和饥荒,未发生同期华北地区普遍存在的“奇荒”。     

Improved Weather Radar Echo Extrapolation Through Wind Speed Data Fusion Using a New Spatiotemporal Neural Network Model

Weather radar echo extrapolation plays a crucial role in weather forecasting. However, traditional weather radar echo extrapolation methods are not very accurate and do not make full use of historical data. Deep learning algorithms based on Recurrent Neural Networks also have the problem of accumulating errors. Moreover, it is difficult to obtain higher accuracy by relying on a single historical radar echo observation. Therefore, in this study, we constructed the Fusion GRU module, which leverages a cascade structure to effectively combine radar echo data and mean wind data. We also designed the Top Connection so that the model can capture the global spatial relationship to construct constraints on the predictions. Based on the Jiangsu Province dataset, we compared some models. The results show that our proposed model, Cascade Fusion Spatiotemporal Network (CFSN), improved the critical success index (CSI) by 10.7% over the baseline at the threshold of 30 dBZ. Ablation experiments further validated the effectiveness of our model. Similarly, the CSI of the complete CFSN was 0.004 higher than the suboptimal solution without the cross-attention module at the threshold of 30 dBZ.     

淮河流域混合云频率、云高和含水量的毫米波云雷达资料分析

本文选用2007年1月—2010年2月的Cloud Sat卫星94 GHz探测资料(2B-GEOPROF)对淮河流域混合云出现频率、云高以及含水量分布规律进行了研究。研究结果表明:(1)混合云出现频率和云高具有显著的季节性变化特征,均表现为夏季值高、冬季低;(2)Cloud Sat 2B-CWC-RO反演产品在假设混合云冰水混合比与云内温度(-20~0℃)成线性关系条件下反演的液态水含量(LWP)与地面观测值相差较大,本文利用冰水混合比与云内温度成指数函数关系反演的LWP更接近地面观测值;(3)反演的LWP具有明显的季节分布特征,其季节平均值夏秋季高、春冬季低。混合云随着LWP值的增加,其对应的雷达反照率因子范围和出现的高度层越来越集中,混合云在对流层中下层的出现频率随LWP的增加而增多,出现频率高值区及其分布的高度层也具有明显的季节性特征,并与混合云零度层高度有密切关系。     

基于不规则矩形划分的高效海洋环流数值模式并行算法

使用序列化和不规则矩形划分的方法,开发了基于消息传递接口(MPI)的环流数值模式并行算法,并通过邻近点交换策略(NPES)进一步提升了计算效率。在HP C7000刀片系统上设计了两个实验,数值结果表明,使用了NPES的并行版本(PVN)的计算效率要高于原并行版本(PV)。在第二个实验中当进程数为100时PVN的计算效率仍可达到0.9以上,然而此时PV的计算效率已迅速下降至0.39。并用环流模式的PVN版本对一个高分辨率的区域进行了模拟,效果较好。该算法具备普适性,可用于其它环流模式的高效并行。     

高速公路类土质路堑边坡施工期变形监测预警探讨

高速公路类土质路堑边坡是边坡领域的一种重要类型,在工程特性方面与土质边坡或岩质边坡具有明显差异。深入认识该类边坡的工程特性和失稳机理,对该类边坡施工期间的安全建设以及正常运营期间安全评估具有重要意义。基于高速公路类土质路堑边坡工程地质特点、边坡变形影响因素,结合盘兴高速公路K5滑坡变形监测预警实例,提出了采用位移速度比率作为预警参考值的滑坡预警方法,并在松铜一标ZK5 410～485段左侧边坡成功预警,避免了人员伤亡,减轻了经济损失。为类土质路堑边坡工程设计、工后防治、安全运营提供指导。     

沙质草原灌丛沙堆研究综述

灌丛沙堆是干旱、半干旱及半湿润荒漠地区风沙流遇到灌丛阻拦而堆积形成的一种地貌形态。普遍的研究表明灌丛沙堆是伴随人类不合理的土地利用和环境的变化而出现,是土壤风蚀和土地退化的标志,也是沙漠化的一种表现形式。灌丛沙堆在我国分布范围很广,但目前研究还不够深入。笔者主要阐述了国内外对灌丛沙堆形态、沉积物、演变及其环境意义等几个方面研究所取得的进展及其存在的争议,并提出了灌丛沙堆研究的发展趋势,以期引起国内对灌丛沙堆研究的关注。     

基于子结构法的地铁车站地震反应分析

对1995年日本阪神地震中地铁车站的破坏情况进行了调查,深入分析了地铁车站的地震破坏机理。采用二维子结构分析方法（SASSI2000）分别对水平向和竖向地震动作用下神户大开地铁车站的地震反应进行了数值模拟分析。在建模时把地铁车站上方的土体作为车站的附属结构,首先采用SHAKE91程序计算自由场土体的动剪切模量和阻尼比,在SASSI2000中不再考虑土体的非线性。将计算结果与1995年阪神地震中该车站的震害进行了详细地对比分析发现所得的地震反应规律与其震害完全吻合,其计算结果能够合理的解释神户大开地铁车站的各种震害现象。因此,对地下车站的抗震设计具有一定的参考价值和指导意义。