湖北省2013年梅雨新特点与启示

使用湖北1961—2012年70个站点逐日20—20时降水资料及相应时段入梅、出梅日期和梅雨期强度指数统计资料,通过最小二乘法拟合、滑动平均、趋势系数和气候倾向率分析等方法,从多年变化、空间分布、趋势变化、强度指数等方面,探讨近52 a湖北梅雨期降水的气候变化特征。结果表明：(1)湖北的入梅、出梅日期和梅雨期长度历年差异较大,梅雨期较长但呈减少趋势。2000年为湖北梅雨的转折点,该年之后入梅日期推迟,出梅日期提前,梅雨长度缩短,梅雨期降水呈现弱化的特点。(2)湖北年降水量、梅雨期降水量、暴雨量、暴雨站次数较多,梅年比、暴雨比较高,且历年差异较大。年降水量的年际变化表现为小振幅波动震荡,其他的波动震荡较大且除梅年比外的震荡趋势很一致。(3)梅雨期降水存在明显的区域性和年代际变化。52 a平均特征表明,鄂西南和鄂东为高值区,鄂西北为低值区。1990s和2000s的梅雨期降水量和梅年比分别较其他时段明显偏多、偏高和偏少、偏低,1970s的梅雨期暴雨日、暴雨量较其他时段明显偏少,暴雨比明显偏低。(4)趋势系数和气候倾向率分析表明,鄂东的暴雨比明显增加,湖北大部分站点的年降水量、梅年比、梅雨期降水量、暴雨量、暴雨日在增加,主要位于江汉平原南部和鄂东南,少部分站点在减少,主要位于江汉平原中北部和鄂西南,但趋势均不明显。(5)梅雨强度指数其呈弱增加趋势,其在典型的水涝年份的等级为强或偏强,在典型的干旱年份的等级为偏弱,且等级偏弱的年数最多,为20个。

     

基于MEMS传感器的月震计安装水平和定向方案的研究

中国月震计宜于采用MEMS加速度计作为拾震传感器,以满足对重量、体积、功耗和可靠性等方面的要求.在无人登月探测中,为免使月震计的投放装置过于复杂,也为减小月震计系统的重量、体积和功耗,以及增加系统工作的稳定性和可靠性,不给月震计增加机械的水平和定向调节装置,本文根据机器人理论,通过旋转变换,论证了可以从倾斜、非定向安装的月震计观测到的月震波得到以月球北极为参考方向的水平坐标系的观测,并从实验上作了部分验证,从而为这一难题的解决找到一条可行的探索途径.     

三维虚拟WebGIS在防震减灾中的应用研究

针对地震数据的特点,提出WebGIS和虚拟现实技术两者相结合,建立防震减灾系统.首先分析了三维WebGIS的两种常用模型,通过对比其优缺点,指出建立基于X3D的三维WebGIS模型更有利于大型地理场景的实现,扩展性强.然后在此基础上建立了以WebGIS和虚拟现实技术为核心的防震减灾系统构架和数据库,并说明了其基本功能.     

DIAGNOSTIC INVESTIGATION OF SIMULATION BIAS WITH THE GRAPES-MESO MODEL FOR A TORRENTIAL RAIN CASE

In this paper, the numerical simulation bias of the non-hydrostatic version GRAPES-Meso (Mesoscale of the Global and Regional Assimilation and Prediction System) at the resolution of 0.18o for a torrential rain case, which happened in May 31st to June 1st 2005 over Hunan province, are diagnosed and investigated by using the radiosondes, intensive surface observation, and the operational global analysis data, and the sensitivity experimental results as well. It is shown in the result that the GRAPES-Meso could reproduce quite well the main features of large-cale circulation and the distribution of the accumulated 24h precipitation and the key locations of the torrential rainfall are captured reasonably well by the model. However, bias exist in the simulation of the mesoscale features of the torrential rain and details of the relevant systems, for example, the simulated rainfall that is too earlier in model integration and remarkable underprediction of the peak value of rainfall rates over the heaviest rainfall region, the weakness of the upper jet simulation and the overprediction of the south-west wind in the lower troposphere etc. The investigation reveals that the sources of the simulation bias are different. The erroneous model rainfall in the earlier integration stage over the heaviest rainfall region is induced by the model initial condition bias of the wind field at about 925hPa over the torrential rainfall region, where the bias grow rapidly and spread upward to about 600hPa level within the few hours into the integration and result in abnormal convergence of the wind and moisture, and thus the unreal rainfall over that region. The large bias on the simulated rainfall intensity over the heaviest rainfall region might be imputed to the following combined factors of (1) the simulation bias on the strength and detailed structures of the upper-level jet core which bring about significant underpredictions of the dynamic conditions (including upper-level divergence and the upward motion) for heavy rainfall due to unfavorable mesoscale vertical coupling between the strong upper-level divergence and lower-level convergence; and (2) the inefficient coupling of the cumulous parameterization scheme and the explicit moisture in the integration, which causes the failure of the explicit moisture scheme in generating grid-scale rainfall in a certain extent through inadequate convective adjustment and feedback to the grid-scale. In addition, the interaction of the combined two factors could form a negative feedback to the rainfall intensity simulation, and eventually lead to the obvious underprediction of the rainfall rate.     

复杂环境下基于GPS+BDS-3的PPP/INS/ODO组合导航性能分析

针对复杂环境下单一导航定位技术存在精度低、可靠性和完整性差的问题,提出一种GPS+BDS-3的PPP/INS/ODO组合导航方案。采用GPS+BDS-3双系统观测数据,推导无电离层组合PPP模型,进一步给出PPP/INS/ODO组合模型并分析时间异步及杆臂误差的处理策略,结合里程计测速信息和非完整性约束信息,提高组合导航的定位性能。利用仿动态和动态跑车实测数据,分别对GPS+BDS-3无电离层组合PPP的定位性能和PPP/INS/ODO组合导航的定位性能进行分析。实验结果表明,GPS+BDS-3组合定位精度较单系统有显著提高;PPP/INS/ODO组合系统在复杂环境下位置的RMSE优于1 m,可为复杂环境下的车载导航提供技术支撑。     

黄河流域气候水分盈亏时空格局分析

以中国气象局整编的1961~2001 年的气象资料为数据基础,采用联合国粮食及农业组织(FAO)1998 年推荐使用的Penmanmonteith模型,并以GIS技术为手段进行黄河流域气候水分盈亏的时空分布格局分析。结果表明：黄河流域干旱缺水是一种普遍现象,气候水分盈亏量在空间上总的变化规律表现为自南向北、自东向西气候水分亏缺量呈逐渐增大趋势,大部分地区全年气候水分亏缺量介于200~600 mm之间;就季节分布而言,水分亏缺的主要时期在春季和初夏,亏缺量一般在180~300 mm之间;就典型站点气候水分盈亏量逐月变化而言,存在着区域差异。研究结果和结论对区域充分发挥水分利用效率、发展高效节水农业具有重要意义。     

宁夏一次短时暴雨天气的跟踪预报分析

用卫星云图、雷达对2008年8月7日强对流天气产生的暴雨过程跟踪观测资料,结合自动站地面降水实况和WRF模式风场资料进行短时预报分析.结果表明:扩散东移冷空气和副热带高压边缘偏南暖湿气流的共同影响下,大气层结不稳定发生强烈的强对流天气;利用卫星云图,新一代天气雷达基本反射率强度图、0.5°仰角基本速度图和风廓线产品跟踪监测,综合分析预报短时暴雨天气是有效的方法.     

涟源凹陷泥盆纪佘田桥组沉积与地震相特征

涟源凹陷泥盆纪佘田桥组为台盆相间的海相沉积,盆地相为有利的页岩气富集区.目前对台盆相研究多依靠地质露头和少量测井资料,对台盆相地震相特征研究较少,从而制约着本区页岩气勘探进展.本文基于新采集的二维地震资料,从湘新地3井钻井岩心资料和测录井资料入手,通过对该井主要目的层的合成记录标定、目的层反射轴响应特征分析等工作,开展佘田桥组沉积相序划分及地震相特征分析.结果 表明:泥盆纪佘田桥组台地相地震反射特征为不连续弱振幅杂乱-亚平行结构,盆地相地震反射特征为连续强振幅平行结构,并在此基础上利用地震相特征开展佘田桥组有利相区平面预测,明确了佘田桥组盆地相分布范围,为佘田桥组页岩气勘探提供部署依据.     

含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力评估软件的开发及应用

根据已有的含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力评估理论研究成果,开发了含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力评估软件EAC-RCSW. 通过在一个工程实例中的应用,证明该软件既能对结构进行抗震能力定量评估,又能通过它详细了解结构单元的抗震特性.将本软件与ETABS软件相结合,使结构的评估过程完全通过计算机来实现,从而有助于含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力评估工作的普及和开展.     

鄱阳湖地区大气边界层特征的数值模拟

采用WRFV2.2中尺度数值模式对鄱阳湖地区200 km×200 km范围内,2009年11月5日00∶00至2009年11月6日12∶00不同高度的气象要素进行了数值模拟,得到了水平分辨率为1 km的鄱阳湖地区大气边界层风、温、湿度场和廓线分布的大气边界层物理特征.模拟结果发现:白天鄱阳湖面上空存在着冷岛效应并伴随湖风,而夜间湖面上空存在着热岛效应并伴随陆风,湖面与陆地之间最大温差可达6 ℃;同时地形以及下垫面类型对鄱阳湖区风场的分布具有很大影响,夜间存在一条东北西南走向的低空辐合带,白天逐渐消失;此外受风场和地形作用湖面上空的湿度分布也不均匀,白天湿度层厚度低而夜晚湿度层厚度高,湖中心右侧湿度值大于左侧湿度值.模拟结果能较好地反映鄱阳湖的大气边界层物理特征,有助于了解鄱阳湖地区区域气候的特点,以及由于地形、地理环境、地表特征所形成的不同高度上的风、温、湿的分布规律和大气边界层物理特征,为鄱阳湖地区局地天气预报、风能资源开发、环境保护等提供了科学依据.