新型保温材料在磁房改造中的应用与研究

利用新型保温材料--聚氨酯硬质泡沫塑料,对地磁相对记录室实施喷吐保温改造,在很大程度上降低了磁房温度的日差、年差幅度,改善了观测环境,为观测仪器能在相对较小的温差范围内工作,创造了良好条件.聚氨酯硬质泡沫塑料作为一种新型的保温材料,对磁房实施保温是很好的一种选择,在今后的磁房建设或改造中,值得推广应用.     

与2008年几个6.5级以上地震有关的长波辐射异常

应用美国国家海洋大气局(NOAA)提供的长波辐射产品OLR,对2008年发生在我国西藏仲巴6.8级强震、四川汶川8.0级特大地震和新疆于田7.3级大震进行了研究,发现这些地震在发震前一段时间内均出现不同程度的OLR异常.     

2010年西藏聂荣MS5.7和MS5.5地震前后热红外异常分析

选取2010年3月24日西藏聂荣M_S5.7和M_S5.5地震前后的中国FY-2E静止气象卫星热红外遥感亮温和长波辐射数据, 对红外辐射数据采用阈值法进行去云预处理, 基于Morlet小波方法计算地震前后的红外辐射功率谱变化, 探讨地震前后红外辐射异常演变规律及特征。 研究结果显示, 西藏聂荣地震前出现了亮温和长波辐射异常增强现象, 并且其异常持续时间和主要异常区域基本一致, 但亮温的异常幅度大于长波辐射的异常幅度。 本研究对于该区域利用热红外遥感数据进行地震研究具有重要的参考价值和意义。     

地球辐射收支探测的目标方向订正模型构建：从地球卫星到月基平台

监测地球辐射能量收支的时空变化有助于增进我们对全球气候变化的理解。地球反射的短波辐射与发射的长波辐射是地球系统与外界进行能量交换的重要组成部分,也是地球辐射收支观测的主要参量。地球辐射探测仪是探测大气层顶辐射收支能量平衡参数的专用仪器。地球目标方向订正模型（Angular Distribution Models, ADMs）专指校正大气层顶地球-大气系统目标辐射各向异性的一系列非均匀因子,它是将卫星或月基观测的地球目标反射及发射宽波段辐亮度转换为辐射通量的有效途径。ADMs模型构建和算法优化直接影响基于空间观测推算地球辐射收支的最终解算精度。本文围绕地球辐射ADMs模型展开,回顾了过去几十年来ADMs模型的发展历程,着重介绍了目前应用于Terra与Aqua卫星的云与地球辐射能量系统（Clouds and the Earth’s Radiant Energy System, CERES）的业务化ADMs模型,分析了地球静止卫星与月基对地观测在地球辐射ADMs模型中的优势、问题与潜力。基于上述综述与分析,讨论星载与月基地球辐射ADMs模型进一步优化的决定因素。     

文安地震前华北区域长波辐射场的异常特征分析

利用NOAA/IR极轨卫星所获取并发布的热红外长波辐射(OLR)月平均网格数据信息(空间分辨率为2.5°×2.5°),采用涡度处理方法,在对华北地区OLR多年背景场分布特征分析的基础上,详细研究了2006年7月4日河北文安5.1级地震前华北地区OLR的短期异常演化特征。结果显示,华北地区OLR正常背景场变化较为平稳,但在文安地震之前这种平稳均一的分布格局发生了变化,主要表现为在地震发生之前2个月,在震中附近出现了OLR的显著增强异常现象。结合以往开展的大量的震例分析结果,显示出这种震前的异常演化特征具有广泛的普适性。这一认识的取得对于开展华北地区地震短临预报应用研究具有一定的现实意义。     

海底沉积物保真采样器保温性能的数值模拟与实验研究

提出了一种新型海底沉积物原位保真采样系统.该系统通过机械机构实现样品舱原位转移和封装.并且样品舱的保温保压性能决定着样品分析数据的真实性.依据能量守恒定律.建立了样品舱保温模型非稳态传热的导热微分方程,并用有限元法对非稳态传热进行了数模计算;根据保温模型试验和温度场变化规律仿真数据,构建了参数优化设计模型.为海底沉积物保真采样系统快速设计提供了理论依据.实验和模拟分析结果表明.所建模型与实际情况吻合较好,可以满足实际工程要求.对海底油气勘探具有重要意义.     

Study on the thermal insulation performance of a new seabed sediment fidelity sampler based on ANSYS

A new seabed sediment fidelity sampler was developed and its thermal insulation performance was studied and analyzed. The temperature distribution simulation indicated that the sample quality could be insured by using this new sampler. Based on ANSYS10, the temperature finite element model of the sample cylinder was established. According to the law of conservation of energy, the unsteady heat transmit equation of the sampler under solid-liquid coupling condition was derived, then the mathematical model calculation was carried out by using a mixed finite-element finite-difference method, and two thermal insulation methods were used. The simulation was carried out by using the thickness of the thermal insulation layer and heat conductivity as the variable parameters and the temperature distribution of the sampler and related influencing factors were obtained. Optimization analysis was conducted using the simulation data and related parameters and the magnitude ranges of the parameters were obtained that could meet the design temperature requirements. The experimental data and simulation results indicated that the results were in good agreement with the realities, and this sampler might be of value for seabed sediment sampler design and manufacture.     

小波极大值法在长波辐射地震异常信息提取中的应用

小波方法作为近年来兴起的一种数据挖掘方法已经应用于地震科学的研究领域.本文介绍了如何利用小波极大值法提取长波辐射值中的地震异常信息,即利用连续小波变换方法计算小波极大值,依据长波辐射在时间、空间上的连续性得出研究区的小波极大值分布,通过分析图中小波极大值的分布形态来识别地震异常,并以汶川地震为例介绍了如何利用小波极大值法提取长波辐射中的地震异常.     

海雾的准周期振荡特征

根据南海北部海雾外场观测获取的高分辨率液态含水量、长波辐射通量数据,采用小波分析方法分析了2008年3月16—17日和18—19日两次海雾中的液态水含量、净长波辐射通量的变化特征,讨论南海北部海雾发展和维持的冷却机制。结果显示:(1)无论在有云或无云条件下,海雾都可发展和维持;但前者的液态含水量明显小于后者,而风速大于后者;(2)在地面海雾的生成之前和生成初期,净辐射通量都存在准周期振荡现象,无论无云/有云,地面海雾液态水的大幅度发展的阶段都存在含水量的准周期振荡现象;(3)含水量的准周期振荡现象与振荡发生时段的长波辐射通量关系不大,而主要通过湍流对液态水的混合作用与高空海雾液态水大量生成阶段的雾顶长波辐射间接相关。(4)海雾的生成都与雾顶长波辐射冷却密切相关,但发展和维持可通过不同的冷却机制,既可通过海气间湍流热量输送和辐射传输,也可通过雾顶长波辐射冷却。     

基于通用图形处理器的GRAPES长波辐射并行方案

随着通用图形处理器 (GPGPU) 计算技术的快速发展,通过大规模增加处理系统的并发度来提升性能成为计算机高性能计算的最新趋势。目前,通用图形处理器已经被应用到科学计算的诸多领域。长波辐射作为GRAPES模式中极为重要的物理过程,其巨大的计算量对整个GRAPES模式的运行效率有重要影响。该文依托NVIDIA公司计算统一设备架构 (CUDA) 技术平台,以GRAPES全球模式中长波辐射传输方案为例,对其进行了大规模并发设计和优化,在保持系统结果一致的前提下,对比单颗高端CPU,Tesla C1060 GPGPU具有11倍的加速效果,明显提升了GRAPES全球模式的执行速度和预报时效。研究表明:使用通用图形处理器技术提升数值预报模式的执行速度非常有潜力。