粤港澳大湾区下垫面对“5·22”极端强降水过程影响的研究北大核心CSCD

为探讨粤港澳大湾区城市群对局地极端强降水的影响,采用WRF-ARW中尺度区域数值模式及GSI-3DVar同化系统,以ECMWF提供的ERA5再分析资料作为模式初始场和边界场,并进行多普勒雷达资料的三维变分同化,对2020年5月22日发生在大湾区的极端强降水过程进行数值模拟,研究城市对局地极端降水的影响过程与机理。结果表明:相较于未同化任何观测资料,加入雷达反射率和径向风资料的同化可提升降水的模拟能力,尤其对250 mm以上的特大暴雨量级的模拟改善效果最为显著;观测与对照试验共同表明,大湾区城市群一方面作为“热源”,通过感热和潜热过程提高了边界层大气温度,产生明显热岛效应的同时增强了低层大气的对流不稳定度,另一方面,较强的摩擦耗散过程使边界层风速减弱,更多的暖湿空气被截留在城市区域内部,有助于形成更强的热力不稳定与水汽辐合条件,从而使强降水中心落在城市区域边缘靠内部一侧;城市下垫面被替换为农田的敏感性试验进一步表明,城市下垫面造成的摩擦耗散作用可影响800 hPa以下的边界层,而缺乏城市冠层的摩擦耗散作用,边界层更强的西南风可将暖湿不稳定空气输送至城市区域下游更远处,并受到局地地形的强迫抬升,引起更强的垂直上升运动,从而造成比对照试验强度更大、落区位置更偏于城市下风方的降水中心。     

黄土高原砂壤土冻融过程的观测和模拟

针对黄土高原冬季陆面过程,使用兰州皋兰地区冬季观测资料和水热耦合模式(SHAW),进行了观测资料和数值模拟分析.结果表明:冬季,黄土高原地区入射的太阳辐射较小,降水稀少,空气干燥,12月、 1月及2月的月平均气温均低于0℃,净辐射很小,积/融雪期间,净辐射出现了负值.地表能量分配中感热潜热都很小,但感热相对潜热占主要地位,在无降水时期日平均潜热通量几乎都在10W·m-2以下.水热耦合模式对地表能量中短波净辐射和长波净辐射模拟较好,感热通量和潜热通量的模拟存在一定的偏差.模式对浅层30cm和40cm土壤温度及土壤湿度模拟较为成功,模拟值对观测值的相关性较高,相关系数均达到0.87以上.土壤温度模拟偏高,土壤湿度的模拟稍偏低.     

点状地名信息的加权泰森多边形检索法

鉴于地名库中多数地名仅以中心点坐标形式记录其空间位置信息,缺乏其空间范围的具体描述,造成地名检索中的片面性和局限性,本文在深入分析地名及其空间属性、空间关系的基础上,考虑同类型地名的不同性质在检索中的重要作用,利用泰森多边形在地名边界近似中的优势,提出了针对点状地名信息的加权泰森多边形检索法,依据同类型地名的面积属性作为权重指标构建泰森多边形,以近似表达地名的空间范围,进而描述地名间的各类空间关系;并从拓扑关系、方位关系与距离关系3个方面给出了具体公式以计算地名间的空间相似性;最后以行政区划边界近似与检索为例验证该方法。试验结果表明,该方法可较好地近似表达地名空间范围及空间关系,增强了检索词与地理信息资源在空间位置上的相似性度量,检索结果优于传统方法。     

不同因素下的ZTD端部效应影响分析

任何平滑拟合方法对实际资料处理时均会产生端部效应,即处理结果在资料(弧)段的两端精度较差,端部效应问题,已成为区域GPS气象网准实时PWV(可降水量)解算的重要问题之一。Bernese数据处理软件在解算对流层天顶延迟方面独树一帜,以中国境内和其周边共5个IGS站2012年某天的数据为解算实例,在简要介绍Bernese解算对流层产品的基础上,采用单一变量的原则,研究分析不同截止高度角和时间分辨率对数据处理结果的端部效应影响和误差量级,并给出参考性建议。     

2017年5—7月内蒙古中东部地区气象干旱及环流特征分析

利用内蒙古自治区116个气象站1981—2017年5—7月逐日降水量、平均气温观测资料和逐日综合气象干旱指数(MCI)监测值。美国NCEP/NCAR 1981—2017年5—7月平均再分析资料等,分析了2017年5—7月内蒙古中东部地区发生的大范围持续气象干旱的气候背景、季风和大气环流特点等,得出:(1)2017年5—7月内蒙古中东部地区降水量异常偏少,气温异常偏高,且持续时间长,影响严重,是近36a来少有的。(2)北极涛动指数维持正位相,冷空气活动势力弱,欧亚地区盛行纬向环流;青藏高原高度场持续偏高,印缅槽持续偏弱;太平洋副热带高压强度偏强、面积偏大、西伸脊点偏西;南海夏季风较常年偏弱,我国主雨带位置偏南。大气环流的异常分布和共同影响,使得内蒙古中东部地区长时段处于高温的环流影响下,没有系统性的西南水汽输送,出现了大范围持续异常高温少雨天气,导致内蒙古中东部地区持续重旱。     

冬小麦生长发育的模拟模式

根据冬小麦生长发育及其与环境条件关系的机理研究,建立了模拟冬小麦发育阶段和各器官生物量变化的动态模式。其中包括3个环境要素子模式,分别计算温度、辐射和水分,5个生物学过程子模式,分别模拟冬小麦的发育、光合、呼吸、同化物分配和叶面积系数。用镇江和海安共8个播期的实测资料对模式进行验证,并对模式进行了初步数值试验应用。     

粮食产量预报专家系统的初步研究

本文利用专家系统建造工具 EXSYS 建立了我国华南地区早稻产量预报的专家系统(GYPES)。将水稻的生育过程分为5个阶段,考虑到作物与环境条件的相互作用,进行分级推理,同时也考虑了灾害因子的影响。目前系统有350多条规则,分5个等级预报产量年型。根据1984—1989年全国农业气象旬(月)报资料对系统进行了初步验证和应用。     

我国双季早稻产量的变化规律和预报方法

本文根据我国双季稻主产区南方10省（市）双季早稻的产量和面积资料，分析了我国双季早稻生产的地区分布和产量变化规律。应用模糊聚类方法，将我国10个双季早稻生产省（市）分为四个区；根据谐波分析，认为我国双季早稻产量的变化有明显的准两年及其倍数周期；应用积分回归方法，分析了影响我国双季早稻生产的关键气象因子。我们在产量预报业务化试验期间，应用周期分析、环流模式、温度降水模式及专家系统等多种方法预报双季早稻产量，得到了较好的预报效果。     

海底滑坡对置于海床表面管线作用力的CFD模拟

海底管线是海洋工程中用于传输原油和天然气等的重要通道,通常放置在海床表面或处于悬跨状态。本文采用计算流体动力学CFD法模拟了不同冲击角度下海底滑坡对置于海床表面的海底管线的作用,得到了管线所受的轴向荷载和法向荷载与滑坡冲击角度之间的关系。同时分析了沿冲击方向管线截面形状与管线所受阻力之间的关系。对已有研究进行拓展延伸,丰富了不同工况下轴向阻力系数和法向阻力系数的计算成果,得出了海底滑坡对置于海床表面管线冲击力的计算公式。     

考虑非期望产出的中国省际海洋经济效率测度及时空特征

基于考虑非期望产出的SBM模型,对2001~2012年沿海11个省市区（不含香港、澳门、台湾地区）的海洋经济效率进行了测度,并对其时空特征进行分析。研究发现：① 不考虑非期望产出的效率值要明显高于考虑非期望产出的效率值,非期望产出对于海洋经济效率具有明显影响。② 2001年以来海洋经济效率演变分为波动下降（2001~2008）和缓慢上升（2009~2012）两个阶段;区域差距呈先缩小后扩大的趋势。③ 空间上呈现由南北高、中部低的格局向以天津、上海、广东为中心的三极格局演进的趋势;省际变化特征各异。最后对海洋经济效率的影响机制进行了解释,并提出了提高海洋经济效率的实现路径。