基于有限体积法的古建筑防雷引下线温度模拟分析

利用基于有限体积法(Finite Volume Method,FVM)的6SigmaET软件模拟分析雷电击中古建筑接闪器沿引下线泄放时温度分布,主要包括不同种类雷击作用下,对不同材料、不同直径的引下线分别模拟其温度数值和分布特征,并和古建筑常用木材的燃点做了对比。结果显示:(1)多数情况下短时雷击引下线温升并不明显,在组合雷击后温升很明显,组合雷击后引下线的温升更易超过古建筑木材的燃点;(2)在其他条件相同下,不同材质引下线温升从高到低依次为钢、铝、铜;引下线直径越小,雷击后温升越高;(3)距离引下线越远位置温度越低,且温度随距离变远降低速率在变慢,在引下线外围10 mm处温度已基本接近常温;(4)雷电流作用于引下线后,升温迅速但降温较缓慢(300℃以上的高温持续超过100 s),这段时间内的高温容易引燃古建筑木材。该研究为古建筑防雷引下线材料、直径及引下线到木质界面的安全间距等合理选择提供参考。     

2012年9月大气环流和天气分析

2012年9月环流特征如下：北半球高纬度地区极涡呈单极型分布,中心略偏于西半球,北半球高纬度环流呈5波型分布,槽区分别位于亚洲西部、亚洲东部、太平洋中部、北美洲东部和欧洲西部。月内,西太平洋副热带高压西脊点位置变化较大,强度比常年同期偏强。9月,全国平均气温为16．6℃,与常年同期持平,全国平均降水量73．8mm,较常年同期（65．2mm）偏多13．2％。月内共出现6次降水过程,西北太平洋有3个热带气旋活动,没有热带气旋在我国登陆。北方多地出现低温冷冻灾害,16个省（区）遭受风雹灾害。     

一种快速、高精度和稳健的影像匹配算法

在遥感影像应用中,匹配是一项很关键技术,它的优劣直接关系到后续成果的质量.而匹配质量本身的优劣又取决于匹配的速度、精度和可靠性.针对这三个方面的因素,本文探讨一种基于小波变换、遗传算法和最小二乘匹配的快速高精度影像匹配组合算法.小波变换用于减少匹配搜索数据,遗传算法用于优化搜索空间,而最小二乘匹配则用于获得子像素匹配精度.同时为提高遗传搜索的稳定性和匹配结果的可靠性,本文探讨一种改进的自适应算子概率遗传算法.该改进的基本原理是杂交概率依选择的两父代染色体间的Hamming距离而自适应的变化,变异概率则依父代个体的适应度而自适应的变化.实验结果表明:与传统方法相比,本文方法具有明显的性能优势.     

我国南方冬季低温雨雪冰冻事件的大气扰动信号分析

利用中国549个站点的温度和降水资料确定了1960～2008年发生在我国南方冬季的23次低温雨雪冰冻事件。对全球大气变量再分析资料做物理分解得到天气尺度扰动分量用于这些事件的早期信号分析。结果表明,在低温事件发生时,南方地区上空300 hPa对应有最大负高度扰动,850 hPa有负温度扰动。这些扰动的传播特性可以作为低温事件发生的早期信号。在低温雨雪站日数大于10的11次事件中,它们的扰动信号平均可提前11.2天追踪到。     

一次东北冷涡衰退阶段暴雨成因分析

东北冷涡暴雨一般发生在冷涡发展阶段, 冷涡衰退阶段发生暴雨的几率不高, 在日常业务预报中往往容易忽视冷涡衰退阶段暴雨的预报, 容易出现漏报的现象。作者结合观测资料和数值模拟结果, 对2005年6月21日发生在吉林省中东部地区的一次暴雨过程进行分析。结果表明: 这次暴雨发生在东北冷涡衰退阶段, 强降水区处于非常弱的对流不稳定区, 低空不同层次上急流的耦合与脉动, 在时间和空间上形成“接力” 之势, 给雨区带来特定的水汽配置并在雨区上空形成合适的不稳定环境, 导致雨区上空湿位涡的强烈增长, 在弱对流不稳定和条件对称不稳定的共同作用下, 层状云中形成对流并发展, 产生了暴雨天气。重力惯性波是暴雨产生的可能触发机制。     

宁波市高温中暑气象等级评定方法研究

利用1980—2014年宁波市气象观测资料和2011—2014年6—8月宁波市中暑病例资料,基于现有中暑气象等级,通过对气象因素和中暑事件进行相关分析,采用分位数法建立了新的中暑气象等级。结果表明:本文采用第45、第70和第85分位数对宁波市日最高气温和炎热指数进行了新的等级划分,并结合中暑事件与高温持续时间对高温中暑气象等级划分进行了改进,将宁波地区中暑气象等级分为可能发生中暑、易发生中暑、较易发生中暑和极易发生中暑4个等级。对改进的高温中暑气象等级验证和对比分析表明,改进后的高温中暑气象等级划分标准更适合宁波地区,由气象条件和中暑实况确定的高温中暑等级基本可反映人体中暑的风险,对实际中暑气象等级预报更具指导作用。     

亚非感热异常时空特征及其与我国降水异常的关系

运用多年全球感热通量数据进行经验正交函数(EOF)分析,得到感热异常关键区。运用小波分析等方法发现,全球地表感热异常存在振荡现象,东半球在年际、年代际尺度上,地表感热异常主要以青藏高原东、西部的反相以及高原西部和北非的反相为热力异常振荡的主要分布形态。再运用中国月平均降水资料进行EOF分析,得到各个感热异常关键区与中国华北、江淮和华南地区汛期降水异常的相关关系,其中北非、青藏高原西北部和马来半岛这3个区域的感热距平之间有较大的相关关系,且感热异常季节变化较小,对我国东部地区降水的影响比较稳定,持续性较好。     

2018/2019年冬季浙江罕见持续阴雨天气的环流异常与海温强迫

利用NCEP/NCAR全球再分析资料、地面观测资料和自动站降水资料,分析了2018/2019年冬季浙江罕见连续阴雨寡照天气过程中冬季风环流和南支槽等环流异常,并从西风带波动、海温强迫等方面研究了局地环流异常的成因。结果表明:2018/2019年冬季连阴雨事件中雨日、日照破历史记录,雨量较常年同期明显偏多。主要的环流异常为西北太平洋异常反气旋（WNPAC）明显偏北,同时阿留申低压和西伯利亚高压亦偏北,东亚地区40°N以南有强的偏南风异常,冬季风偏弱;南支槽较常年偏强,保证了浙江上空有持续的水汽和扰动输送。对流层中层存在沿欧洲向东亚—西太平洋传播的波动能量,波能在东亚地区一直向南传播至20°N以南,可能导致WNPAC明显北抬和南支槽加强。ENSO是WNPAC的重要强迫源,ENSO暖位相使得海洋性大陆出现异常对流冷却,而浙江上空对流加强,ENSO对南支槽活动强度亦有明显的制约作用。中国近海海温偏高是WNPAC和阿留申低压明显偏北的重要影响因素。2018/2019年冬季局地环流异常可能由ENSO和中国近海海温协同强迫所致。     

滤除ENSO信号前后夏季热带印度洋海盆尺度海温距平对西太平洋副热带高压的不同影响

使用NCEP/NCAR再分析资料、哈得来海表温度和中国国家气候中心的西太平洋副热带高压（西太副高）特征指数,对比分析了ENSO背景下的夏季印度洋海盆尺度模（Indian Ocean basin mode,IOBM）与独立于ENSO的纯IOBM（pure Indian Ocean basin mode,IOBM_P）对西太副高的影响机理。结果表明,滤除前期ENSO信号后,西北太平洋上为海温负距平,并在其西北侧强迫出Gill型反气旋。另外,印度洋与海洋性大陆间存在西高东低的海温距平梯度,印度洋正、负海温距平激发出的赤道开尔文波影响至海洋性大陆西部地区,强迫出的异常大气环流关于赤道基本对称。加之此时中国南海至西北太平洋地区降水偏弱,潜热释放偏少,从而非绝热冷却,导致西太副高异常偏强、偏南。而在前期厄尔尼诺的影响下,次年夏季印度洋与海洋性大陆地区均有利于出现海温正距平,开尔文波的影响偏强、偏东,强迫出的异常环流偏向北半球,通过“埃克曼抽吸”和非绝热冷却在对流层低层制造出异常负涡度进而影响西太副高,使其明显偏强、偏西、偏南。由于IOBM_P在2和8年周期上对西太副高的影响最明显,而ENSO信号中主要是3—7 a的短周期振荡,因此,ENSO背景下的印度洋变暖对西太副高的遥强迫实际包含了来自热带中太平洋的3—7 a周期信号的滞后影响和印度洋地区局地变化特别是2和8年周期变化的作用。这些结果为人们深入理解西太副高变化规律和做出有效预报提供了线索。      

形成2015年浙江省梅汛期暴雨的控制环流及梅雨锋结构

本文利用NCEP/NCAR全球再分析逐日资料、地面观测资料和自动站降水资料,在分析了2015年浙江省梅汛期强降水特征、水汽输送和局地环流的基础上,从西南季风进退、副热带高压、南亚高压及西风带波动等方面对2015年形成梅汛期暴雨的控制环流进行了分析。结果表明：2015年整个浙江省梅汛期降水量较常年显著偏多,浙江中部地区降水量比历史同期偏多接近一倍。丰沛的水汽从孟加拉湾经中南半岛向东输送,与西太平洋副热带高压西侧的西南气流相合并,在梅雨锋南侧形成异常辐合,为强降水提供了水汽条件。这次持续强降水由三次强降水过程构成并由西风辐合型锋生引起。第二次强降水过程中大气强对流性不稳定利于梅雨锋上中尺度对流系统发展,导致强降水呈现明显的局地性。而第一次和第三次过程中梅雨带附近大气基本处于对流稳定或中性,以斜压性降水为主。在对流层低层,副高较常年偏东偏南,其西北侧西南暖湿气流与北侧冷空气交汇于浙江省,利于梅汛期强降水集中期的出现。在对流层上层的南亚高压较常年位置偏东,其北侧的西风急流强度偏强,东亚急流核入口区右侧的强辐散利于造成强烈的上升运动。在对流层中层,贝加尔湖阻高的东侧有明显的波动能量向东向南传播并在长江中下游积聚,利于浙江地区扰动的维持,形成持续稳定的梅雨锋和中低空切变线,造成梅雨强降水过程的持续。2015年春夏季热带中东太平洋海温正异常分布有利于梅汛期降水偏多的异常环流的形成。