结合边界条件的截断高阶隐式有限差分方法(英文)

有限差分方法广泛应用于求解许多科技领域所涉及的偏微分方程,高阶显式有限差分方法通常用来提高求解精度,已经提出的高阶隐式有限差分方法和截断高阶显式有限差分方法可用来进一步提高模拟精度而不增加计算量。本文首先计算了针对常规网格上的一阶导数和二阶导数、交错网格上的一阶导数的有限差分系数,发现高阶隐式有限差分系数中存在一些小的系数。频散分析结果表明:忽略这些小的差分系数能够近似维持有限差分的精度,但是显著减小了计算量。然后,引入镜像对称边界条件来提高隐式有限差分方法的精度和稳定性,采用混合吸收边界条件来减小来自模型边界所不需要的反射。最后,给出了针对均匀和非均匀介质模型的弹性波模拟例子,表明了本文方法的优点。     

国家级自动气象站蓄电池智能控制检测系统设计

对国家级自动气象站供电系统深入研究,通过对蓄电池充放电进行细微控制,设计报警电路、寿命检测电路和远程监控上位机软件系统,实时监测蓄电池状态,对蓄电池长期处于浮充状态致使其寿命缩减的设计缺陷进行改进。该系统采用Freescale高性能处理器和以AD8210为核心的高边电流检测电路,实时对分流电阻的微电流进行检测,及时阻止危害蓄电池使用寿命的过充和过放,通过声光报警电路和数据通信电路将交流电断电报警、蓄电池电压、使用寿命和充电间隔等信息传送到Labview编写的上位机软件,提醒观测员及时处理,同时配合RTC时钟模块,每3个月自动对蓄电池进行充放电维护,不仅有效延长了蓄电池的使用寿命,还解决了蓄电池充放电维护问题,减少了国家站备份蓄电池每两年更换造成的资源浪费。     

近30a来北半球对流层大气月均环流的涡动减弱现象

利用1980-2009年NCEP／NCAR月平均再分析资料,研究了在全球变暖背景下北半球对流层大气涡动减弱现象。结果表明：北半球涡度拟能30a来整体呈减弱趋势,在北太平洋地区和极地减弱尤为显著,12．5～50°N为影响北半球大气涡动变化的关键区域。由于对流层200hPa以下大气的增暖,特别是中高纬地区显著增暖,减弱了经向温度梯度,使得副热带西风急流的强度亦呈减弱趋势。这与涡度拟能的变化有显著的正相关关系。分析了北半球正压Rossby波动诊断量E和热量经向涡动通量的变化,表明中纬度波能传播在不同地区有不同趋势,而热量的经向涡动输送与涡度拟能的变化也呈现显著的正相关关系,减弱明显。研究结果对深刻认识大气环流变化规律和理解全球变暖的可能影响具有重要意义。     

一次梅雨锋暴雨过程的模拟诊断分析

利用中尺度数值模式MM5对1998年7月28—29日发生于长江中下游的梅雨锋暴雨过程进行了模拟和诊断分析。结果表明，低层温湿扰动对于强对流的发展及暴雨的出现具有重要作用。低空急流核和切变线配合的存在有利于大暴雨的产生。湿位涡场结构在暴雨增幅期与暴雨增幅前期和暴雨减弱期有明显不同。     

气象卫星资料在估测热带气旋强度方向的应用进展

在常规观测资料稀少的热带洋面上,气象卫星是监测热带气旋的主要工具.基于可见光和红外的Dvorak技术通过一系列经验规则,将热带气旋在卫星云图中表现出来的云系结构特征及特定的参数同其发展强度联系起来,但它无法得到气旋内部辐射信息.相对而言,波长较长的微波能穿透热带气旋中高层云系,反映出与热带气旋强度相关的暖核辐射信息.介绍了国内外利用Dvorak技术和星载微波技术估测热带气旋强度的研究进展,指出它们在应用中存在的优势和不足,同时展望了该领域在未来的发展方向.     

强对流天气雷达回波强度相关性对比分析

为了提高山区复杂地形条件下局地强对流天气监测预警能力,有效减小天气雷达之间对降水目标物回波的测量误差,选取贵阳、毕节、遵义三部多普勒天气雷达同步观测体扫资料,以贵阳多普勒天气雷达站为基准,对比分析了强对流天气的雷达回波强度的变化特征。初步分析结果表明:贵阳与遵义、毕节雷达之间观测的回波强度具有一致性的波动特征,且存在较大的相关性;贵阳雷达观测的回波强度总体低于毕节、遵义雷达观测数据结果;两部雷达之间回波强度差异主要是由云和降水对雷达波的衰减所产生。     

伴随同化系统中用云导风修正模式地形的试验

以2002年7月23日的天气过程为例,利用中尺度模式MM5伴随模式同化系统,进行了修正模式地形高度的试验研究。结果发现,MM5伴随模式同化系统可以对地形进行修正,并得到与资料更为协调一致的地形高度。另外,利用非常规云导风资料能够比仅使用常规资料更有效地修正模式地形高度。将修正后的地形场作为模式地形,所得的预报结果比未经修正的地形有所改进。     

Simulated precipitation response to SST forcing and potential predictability in the region of the South Atlantic convergence zone

The sensitivity of the precipitation response in the South Atlantic convergence zone (SACZ) to sea surface temperature (SST) anomaly is investigated by an inter-model comparison study of ensembles of multidecadal integrations of two atmospheric general circulation models (AGCMs)—version 1 of the NASA Seasonal-to-Interannual Prediction Project (NSIPP-1) model, and the NCAR community climate model (CCM3) version 3.6.6. Despite the different physical parameterizations, the two models consistently show an SST-forced signal located mainly over the oceanic portion of the SACZ. The signal has interannual-to-decadal timescales, and consists of a shift and strengthening of the SACZ toward anomalous warm waters. A potential predictability analysis reveals that the maximum predictable variance is about 50% of the total SACZ variance over the ocean, but the signal attenuates rapidly toward the South American continent. This result implies that the land portion of the SACZ is primarily dominated by the internal variability, thereby having a limited potential predictability at seasonal timescales.     

鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质来源分析

通过对鱼苗时期鄱阳湖网箱养殖区沉积物、饵料及鱼粪等样品总有机碳(TOC)含量、总氮(TN)含量、碳氮比(C/N)、δ^13 C及δ^15 N的测定,分析探讨了鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质来源,量化了网箱养殖废物对养殖区沉积物有机质的贡献.结果表明,网箱养殖区沉积物的δ^13 C和δ^15 N值分别为-27.67‰~-25.65‰和5.19‰~7.27‰,饵料的δ^13 C和δ^15 N值分别为-24.73‰和10.28‰,鱼粪的δ^13 C和δ^15 N值分别为-26.30‰和15.54‰.网箱养殖区沉积物有机质来源主要有残饵、浮游生物及其他来源,其贡献率分别为48.3%±11.4%、25.6%±11.3%及26.0%±5.8%,而鱼粪的贡献几乎可以忽略不计.在水动力平流引起的扩散及沉积物的再悬浮的影响下,网箱养殖源有机质的扩散距离达1500 m.在鱼苗时期,鱼类网箱养殖的残饵是鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质的主要来源.     

四川地区震后应急会商资料快速产出系统的设计与实现

地震预报意见以大量资料为基础,依靠专家经验和多学科知识并通过会商讨论形成。显著地震发生后,快速、准确、有效地研判震情可为后期应急指挥和地震现场工作奠定基础。本文以Datist软件为平台,基于四川及邻区的基础资料,设计研发符合四川震情的震后会商资料快速产出系统,当四川及邻区发生中强地震时,通过该系统可在收到地震短信5分钟内以请求触发的方式快速产出应急会商资料,并以微信、PowerPoint和Word的形式将基础资料发送给分析预报人员,为后期趋势分析奠定基础。