海水温盐垂直结构的声反射回波模型及应用

基于等时厚分层假设,建立海水温盐垂直结构的声反射回波计算模型,并对实际海洋层结状态的声反射回波特征进行了详细分析。结果表明:声反射回波幅度变化的位置和海水介质温盐梯度变化不为零的位置一致,回波幅度和梯度变化幅度成正比;而回波的极性反映了梯度变化的趋势。将该模型用于反演试验,能够直接得到海水温、盐垂直结构反演结果,效果较好,克服了以往反演算法中不便于密度和声速分离的缺点。     

近垂直反射正演模拟及其地下工程应用

近垂直反射法是一种以垂直反射法为基础的地震探勘技术,不需要足够大的偏移距,适用于隧洞、巷道等空间较狭小的地下工程,能够对中大型地质构造(例如断层、溶蚀带等)进行定位与追踪。首先结合实际工程情况,对隧洞与断层模型进行建模,赋予与实际工程相符的模型参数,开展正演模拟研究,得到断层理论探测结果。然后利用正演模拟地震排列参数,在实际工程中开展了3次近垂直反射法探测工作,并结合正演模拟结果进行了对比与分析。最后经隧洞实际开挖验证,证明了近垂直反射法在断层探测中的有效性。     

基于COSMIC掩星资料的中国及周边地区云垂直结构特征研究

利用2007年1月至2009年1月的气象、电离层及气候卫星探测系统(COSMIC)湿空气数据,基于相对湿度廓线出入云层时发生突变反演云边界高度进而获取云垂直结构参数的思想,对中国及周边八个不同地区云的垂直结构特征进行统计分析.结果表明:(1)不同地区掩星样本数随季节的变化较小,不同季节各地区间差异却较大,且多层云样本数日变化呈现明显的"双峰"结构;掩星最低探测高度集中在3.0km以下,各地区多层云受限制概率大于单层云,主要影响部分中低云参数的反演.(2)南方各地区云厚及晴空厚度都大于北方,双层云上层云厚大于下层,三层云从大到小依次为顶层、底层和中间层,且顶层与中间层晴空厚度大于中间层与底层;各地区不同季节内各层云云顶高具有相同的排列规律,云底高也基本遵循类似的排列顺序;多层云晴空厚度季节变化不显著,各季节内南方大于北方.(3)中国地区各类云云底高和云顶高二维频率季节变化不大,出现两个较大值区但分布高度各异;另外,南北方有不同的频率分布特点,其中西南和华南在16.0km以上出现"尾翼"分布,表明有深厚对流云产生.     

天津市超高层建筑暖通空调设计气象参数评估

利用255m天津气象塔数据定量评估了建筑暖通空调设计气象参数随高度的变化及其对设计负荷的影响,建立了一种气温垂直模型,明确了该模型可推算超高层建筑室外气温,基于此推算超高层建筑暖通空调室外设计气象参数。结果表明:在5—200m处,供暖设计温度、冬季空调室外设计温度和夏季空调室外设计干球温度均随高度降低,200m与5m高度处相比,分别降低2.0℃、1.4℃和2.8℃,导致供暖和冬季空调设计负荷分别增加5.78%和1.36%,而夏季空调设计负荷减少5.85%。基于气温垂直模型得到的200—500m气温数据计算气象参数,发现从200m到500m,供暖设计温度、冬季空调室外设计温度和夏季空调室外设计干球温度均随高度降低,降幅分别为0.52℃/100m、0.50℃/100m和0.66℃/100m。本研究表明,基于地面2m高观测数据计算的建筑暖通空调设计气象参数无法满足超高层建筑暖通空调设计需求,应充分考虑气象参数的垂直变化,选择合理的气象参数,为超高层建筑暖通空调设计提供基础,以保证室内热舒适环境达标,达到降低建筑能耗的目的。     

青藏高原纳木错湖区大气边界层结构分析

利用2007年8月8~19日期间系留气球低探空和GPS无线电探空资料,分析了纳木错湖区大气边界层高度、风、温、湿等要素的垂直结构。结果表明:纳木错湖的冷湖效应推迟了边界层湍流混合及对流边界层出现的时间,边界层高度日变化非常明显,对流边界层高度最高可达1750 m;在晴天条件下,边界层内湖陆风日变化非常明显,湖陆风控制范围常超过边界层高度,可达对流层中部;边界层内比湿变化呈V型变化,白天减小,夜间增大,早晨08:00出现峰值。     

黄渤海一次持续性海雾过程形变特征及其成因分析

2016年3月3—5日,渤海和黄海大部出现了一次大范围持续性的海上大雾天气过程。本文从卫星遥感监测上分析海雾在生成、发展和消亡三个阶段的形态演变特征。从海洋气象条件上分析了山东半岛东南近海没有海雾和海雾形态演变的原因。结果表明:(1)在海雾形成初期,在山东半岛东南海域有弱气旋性弯曲,大气层结不稳定,地面形势受低压影响,虽受偏南风控制,但湿度小,无水汽辐合,因此在山东半岛东南近海没有雾。(2)海雾的形成与低层的偏南暖湿气流有关,而这个偏南暖湿气流来源于西北太平洋,雾区对应着水汽辐合区,海气温差为0～1℃的区域与雾区吻合,在海雾发展成熟期,雾顶长波辐射导致雾体降温,出现气温低于海温的现象。(3)925～1000 hPa垂直风切变有利于海雾在逆温层内维持和垂直高度上的发展,形成有一定厚度的海雾。     

台风“桑美”的数值模拟和地形敏感性试验

用WRF模式对0608号台风“桑美”进行了数值模拟研究,较为成功地模拟出了台风路径和降水,但模拟的台风中心气压远高于实况。为研究“桑美”登陆期间地形的抬升作用对其降水及结构的影响,通过改变特定区域内的地形高度设计了一组敏感性试验。结果表明,台风登陆过程中地形抬升作用对台风降雨量有显著的增幅作用;台风中心位势涡度、气流垂直上升速度、水平水汽通量散度明显增大;地形抬升机制在台风登陆时刻达到最强。     

主磁场梯度的空间分布和长期变化特征

根据GUFM1和IGRF11模型,计算1590—2010年主磁场总强度F、水平分量H和磁倾角I三个要素的水平梯度和垂直梯度,分析了它们的空间分布和长期变化特点.结果表明:F和H的垂直梯度与其磁场的空间分布类似,水平方向的梯度以及磁倾角I在3个方向的梯度都与其磁场分布有明显差异.H的3个方向的梯度分布清楚地指示出南磁极的位置.梯度的长期变化表明,北半球磁场梯度漂移缓慢,南半球磁场梯度变化较快.磁倾角的垂直梯度显示,中太平洋负异常周围的正异常在围绕该负异常旋转.近赤道的梯度异常带在60°W附近的转折是由印度洋异常向非洲方向移动所致.     

山西地区近期垂直形变场分析

利用山西及太原地区最新的 5 0年尺度的形变资料 ,分析、研究了区域形变场及其时空演化特征 ,认为山西地堑系的垂直形变场反映出其周围山区及次级隆起主要表现为持续上升 ,盆地主要呈趋势下降的总体特征。太原地区的地面沉降主要是由超量开采地下水引起的 ,南部地区的沉降速率大于北部。地堑系内这种垂直形变场的态势 ,说明本区构造的垂直差异活动既有继承性、又有新生性的特点。     

悬索桥主缆差分定位及监测

分析了大跨径悬索桥主缆线形测量的主要误差来源及结构 ,介绍了差分定位及监测方法的整体思路和原理。以自动目标识别的快速精确照准为硬件基础 ,以严格同步对向观测 (消除大气垂直折光 )建立高精度跨河高程控制 ,以差分方法 (实时改正大气垂直折光 )提高单向三角高程测量的精度。该方法使主跨 960 m的宜昌长江公路大桥主缆定位精度达到± 3 mm。