Transfer processes in a simulated urban street canyon

The transfer processes within and above a simulated urban street canyon were investigated in a generic manner. Computational fluid dynamics (CFD) was used to aid understanding and to produce some simple operational parameterisations. In this study we addressed specifically the commonly met situation where buoyancy effects arising from elevated surface temperatures are not important, i.e. when mechanical forces outweigh buoyancy forces. In a geophysical context this requires that some suitably defined Richardson number is small. From an engineering perspective this is interpreted as the important case when heat transfer within and above urban street canyons is by forced convection. Surprisingly, this particular scenario (for which the heat transfer coefficient between buildings and the flow is largest), has been less well studied than the situation where buoyancy effects are important. The CFD technique was compared against wind-tunnel experiments to provide model evaluation. The height-to-width ratio of the canyon was varied through the range 0.5–5 and the flow was normal to the canyon axis. By setting the canyon’s facets to have the same or different temperatures or to have a partial temperature distribution, simulations were carried out to investigate: (a) the influence of geometry on the flow and mixing within the canyon and (b) the exchange processes within the canyon and across the canyon top interface. Results showed that the vortex-type circulation and turbulence developed within the canyon produced a temperature distribution that was, essentially, spatially uniform (apart from a relatively thin near-wall thermal boundary layer) This allowed the temperatures within the street canyon to be specified by just one value T _can , the canyon temperature. The variation of T _can with wind speed, surface temperatures and geometry was extensively studied. Finally, the exchange velocity u _E across the interface between the canyon and the flow above was calculated based on a heat flux balance within the canyon and between the canyon and the flow above. Results showed that u _E was approximately 1% of a characteristic wind velocity above the street canyon. The problem of radiative exchange is not addressed but it can, of course, be introduced analytically, or computationally, when necessary.     

915MHz亚铁磁共振升温效应的实验研究

为了改进肿瘤的微波热疗,我们进行９１５ＭＨｚ微波亚铁磁共振的实验研究。结果表明９１５ＭＨｚ微波象２４５０ＭＨｚ一样,有明显而尖锐的亚铁共振升温。实验测量了不同聚集状态,不同饱和磁化强度亚铁磁共振介质的共振升温并用鸡蛋清受热固化来显示共振升温度分布的影响。     

科尔沁地区本世纪温度变化

根据5个代表性台站的温度等级资料,得到了东北科尔沁地区1911－1988年区域平均的温度等级时间变化序列。这个地区冬季温度在年际、年代际和长期趋势上的变化与辽东半岛地区十分相似,但夏季温度的变化在各种时间尺度上同辽东半岛均存在较显著差异。本世纪科尔沁地区冬季温度和辽东半岛一样出现了明显增暖趋势,而夏季温度的变凉趋势却不如后者显著。     

Effect of parallel electric field on electrostatic ion-cyclotron instability in anisotropic plasma in the presence of ion beam and general distribution function—Particle aspect analysis

Dispersion relation, resonant energy transferred, growth rate and marginal instability criteria for the electrostatic ion-cyclotron wave with general loss-cone distribution in low-β anisotropic, homogeneous plasma in the auroral acceleration region are discussed by investigating the trajectories of the charged particles. Effects of the parallel electric field, ion beam velocity, steepness of the loss-cone distribution and temperature anisotropy on resonant energy transferred and growth rate of the instability are discussed. It is found that the effect of the parallel electric field is to stabilize the wave and enhance the transverse acceleration of ions whereas the effect of steepness of loss-cone, ion beam velocity and the temperature anisotropy is to enhance the growth rate and decrease the transverse acceleration of ions. The steepness of the loss-cone also introduces a peak in the growth rate which shifts towards the lower side of the perpendicular wave number with the increasing steepness of the loss-cone.     

全球变暖减缓背景下欧亚秋冬温度变化特征和原因

采用气候序列变化趋势诊断和一元线性回归等分析法,研究和讨论了2000-2012年和1976-1999年两种年代际背景下全球陆地不同区域的年平均地表温度的变化特征。发现欧亚大陆中高纬度地区是对全球变暖减缓贡献最大的区域。且该地区在2000年以来秋季年代际增温,而冬季年代际降温。从同期大气环流的配置来看,在对流层低层,秋季西伯利亚高气压年代际减弱,而冬季西伯利亚高气压年代际增强。在对流层中高层,秋季从西欧至东北亚为"高-低-高"的高度场异常分布,纬向环流加强,经向环流减弱,而冬季极地与贝加尔湖地区的高度场呈偶极型分布,东亚大槽加深,经向环流加强。进一步研究发现,超前一个季节的喀拉海附近的海冰与欧亚中高纬度秋冬两季温度的年代际变率有着密切的联系。一方面,夏季(秋季)海冰减少影响秋季(冬季)中高纬度大气环流;另一方面,夏季(秋季)海冰减少,使得秋季(冬季)从北极至中高纬度大陆的对流层低层水汽含量增加(减少),大气逆辐射增强(减弱)导致秋季(冬季)增温(降温)。     

华东地区月平均气温统计降尺度方法比较

用中国地面气象观测站的逐日气温观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分别使用基于多元线性回归(MLR)和3种主成分分析(PCA)的统计降尺度方法,对1959-2008年的华东地区的月平均气温分两个时段进行统计降尺度分析并加以检验,比较了不同降尺度方法的结果。结果表明:对于华东地区气温的统计降尺度预报,基于MLR的统计降尺度方法相对于3种PCA方法而言,对单站年际变化模拟方面有一定优势。PCA方法应用于统计降尺度时,预报因子的区域选择是影响统计降尺度结果的重要因素之一。对于温度进行统计降尺度分析时,预报因子中包含温度因子是非常必要的;所试验的4种降尺度方法,对各站点多年平均情况的模拟要好于对区域平均的年际变化的模拟。     

中国最高、最低温度及日较差在海拔高度上变化的初步分析

本文利用中国740个气象台站1963~2012年均一化逐日最高温度和最低温度资料,分析了中国地区最高、最低气温和日较差变化趋势的区域特征及其与海拔高度的关系。结果表明:近50年气温的变化趋势无论是年或季节变化,最低温度的增温幅度都高于最高温度,且其增温显著区域都对应我国高海拔地区。除了春季,其他季节最高、最低温度及日较差的升温幅度随着海拔高度的升高而增大,其中最高温度的变化趋势与海拔高度的相关性最好。同一海拔高度上,最高、最低温度在不同年代的增幅具有不一致性:20世纪80年代,二者变化幅度最小;20世纪90年代,二者增幅最大,尤以低海拔地区最为明显。2000 m以上高海拔地区:最高温度和最低温度的变化趋势在20世纪90年代以前变化较小,而在近十年增幅十分明显;日较差季节变化大:夏季减小,冬季增加。20世纪90年代以前,最高、最低温度随海拔高度变化不大,而近20年随海拔高度升高,最高、最低温度的变化趋势几乎都是先减小后增加。高海拔地区比低海拔地区对全球变化反应更明显。     

2007/2008和2008/2009冬季平流层强、弱极涡事件对应的行星波活动的对比分析

在对逐日气象资料进行纬向谐波分析的基础上, 对比和讨论了2007/2008年冬季强极涡期间和2008/2009冬季弱极涡期间平流层和对流层不同波数的行星波的变化特征, 特别关注强极涡或弱极涡发生之后, 500 hPa 沿60°N和30°N行星波1波和2波振幅和位相的差异, 以及相应的500 hPa位势场的差异, 进而讨论为什么不同的平流层极涡异常会对东亚有不同的影响, 特别讨论为什么同一种极涡异常, 对我国南北方近地面气温的影响会不同。结果表明:平流层极涡发生异常时, 平流层行星波活动有明显的异常。随着极涡异常的下传, 对流层行星波的振幅和位相也有明显的变化, 而且, 对于不同的纬度带, 其变化又有不同, 表现为:2008年1月强极涡发生之后, 500 hPa行星波1波和2波的扰动都向南伸, 而2009年1月的弱极涡(SSW)期间和之后, 1波和2波的扰动都偏北; 在对流层, 强极涡和弱极涡发生之后不但行星波1波和2波的振幅有所差异, 其位相也有明显的不同。特别是, 其位相的差异还随纬度而变化。就同一年(或者说对于同是强极涡或者同是弱极涡)而言, 无论是1波还是2波, 在60°N和30°N附近的扰动相比, 几乎反位相。这样就使得它们的500 hPa 位势场也有明显不同:在东半球, 主要表现为乌拉尔高压和东亚大槽的强度和位置不同。2008年1月强极涡发生之后, 乌拉尔高压和东亚大槽东移, 不利于冷空气向欧亚大陆北部(包括我国北方)的输送, 使这些地区的温度偏高;而2009年1月弱极涡之后, 东亚大槽西退, 利于冷空气向欧亚大陆北部输送, 导致这些地区较冷。对于同一种极涡异常(如2008强极涡或者2009弱极涡)由于南方和北方行星波扰动的位相不同, 对南方和北方冷暖空气的输送也就不一样。所以同一种极涡异常对(我国)南北地区的温度影响是不同的。     

基于贝叶斯模型的器测、古气候重建与气候模拟数据的融合试验

气象部门馆藏的西部最早的器测气象资料始于20世纪30年代,不能满足建立20世纪以来中国气候变化序列的需求,而古气候重建或气候模拟资料则可以延伸到器测时代以前。为了探讨长序列多源气候资料序列融合方法,采用贝叶斯方法对中国北疆地区8条树轮气温重建资料、器测资料与国际耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）模式模拟资料进行了融合试验。首先利用器测资料对气温代用资料进行校验与网格重建,并以此作为贝叶斯模型的先验分布,然后,用泰勒图选出了该区域气候模拟效果最佳的几个模式;最后将网格重建和气候模拟序列用贝叶斯模型进行了融合试验。结果表明,贝叶斯融合模型能有效提取各种数据来源的有用信息进行融合,融合结果的长期变化（线性）趋势更接近器测气候序列,并在一定程度上提高了序列的精度,减小了结果的不确定性;并且,融合结果能够纠正先验分布及气候模拟数据的明显偏差,为长年代气候序列重建提供了一个可行的思路。      

用于测量圆顶视宁度的微温脉动仪的研制

为评价云南天文台丽江2.4m望远镜的圆顶视宁度,研制了一种能测量温度、气压和微温脉动的仪器。在天文圆顶附近,望远镜前方光路上,放置几组微温传感器,可以测得圆顶附近影响天文观测的湍流强度的分布情况。介绍了这套仪器的基本原理,电路设计,程序设计,实验定标以及一个简单的测试。