基于含气泡液体声波方程的海底冷泉数值模拟

海底冷泉羽状流与海底天然气水合物的分布密切相关,对水合物稳定带的边界具有指示作用,是未来能源勘探的重要领域.研究海底冷泉羽状流的地震响应特征,对确定天然气水合物的储集区域及成藏环境等均有重要意义.当前获得海底冷泉羽状流的地震响应主要通过数值模拟进行,然而该过程所依据的含气泡介质声速模型及随机介质理论不能完整描述海底冷泉的物理性质,采用的声波方程也不适用于高频地震波数值模拟.为了准确地实现海底冷泉羽状流地震波数值模拟,精确分析其地震响应特征,本文提出利用Keller-Miksis气泡振动模型来描述气泡在声波作用下的运动状态,同时考虑气泡间的相互作用,建立海底冷泉气泡模型.在此基础上,本文创新性地采用含气泡液体声波方程进行海底冷泉高频地震波数值模拟.数值模拟结果表明,本文提出的方法能够实现海底冷泉羽状流地震响应的高精度数值模拟.     

On the conception ‘Fair weather condition’ in atmospheric electricity

Measurements of atmospheric electrical and meteorological parameters during different meteorological conditions indicate that the use of the conception Fair weather condition in atmospheric electricity is discussable. Fair weather contains a very broad stability range, from very unstable to strong stable stability of the atmosphere. For turbulent fluctuations of the electric parameters (the most local variations) the variations are determined by the micrometeorological processes for all stability conditions.These fluctuations represent frequencies greater than one period per four minutes. For lower frequencies (less local variations), however, the stability dependency increases. During stable conditions the electric field and vertical current density were nearly wholly influenced by the charges and their transfer in the nearest layer. During near-neutral and unstable conditions the electrical parameters were influenced by more separated sources. Measurements of how well Ohm's law was fulfilled also indicate the difficulties by using the conception fair weather. The measurements also indicate the importance of taking the convection current density into consideration in studies of the electric charge transfer in the atmosphere.In the more large scale of variations measurements of the electric field by radiosoundings show that 88% of the ionospheric potential is derived from the troposphere, where the meteorological processes are of fundamental character for the atmospheric electrical phenomena. The relatively great stability of the diurnal variation of the large scale or global electric field is also valid for the meteorological processes in this scale of variations.     

基于WebGIS的河南省实时天气监测预警系统设计

为了满足河南省气象台的业务需求,实现对实时天气及灾害性天气的监测和预报预警,提出了采用B/S架构,基于WebGIS技术开发河南省实时天气监测预警系统的设计。该系统以Visual Studio 2013为开发平台,基于Microsoft.NET Framework框架,并利用Geographic Information System(GIS)的可视化技术和空间数据的分析处理技术,实现对河南省区域气象信息的实时监测。利用该系统,用户可以进行实时天气、灾害性天气的监测和报警,强对流天气分析以及预报预警产品的制作与发布。     

风云三号卫星微波成像仪在轨性能稳定性分析

利用地球冷目标观测亮温的稳定性和遥感数据统计直方图方法,是评价微波成像仪等类似微波成像辐射计在轨性能稳定性的有效方法。在此基础上,本文用2011年2月—7月风云三号02星微波成像仪在轨观测的亮温数据,对微波成像仪在轨运行的性能稳定性进行了分析。结果表明:风云三号02星微波成像仪在轨性能稳定,所有通道最低亮温参考值波动范围不超过1.8K。     

大西洋阻塞高压上层冷中心的成因

基于ERA-40再分析资料以及多尺度子空间变换和多尺度能量分析方法,探讨了大西洋阻塞高压平流层底部冷中心的形成机制,发现该冷中心形成的根本原因为16 d以下(高频尺度)和64 d以上过程(基本气流)向阻高尺度有效位能的正则传输,所获得有效位能在阻高尺度内被输运到西北和东南侧,并转换成动能,起到使阻高强度增加或者维持的作用。这种过程在西北侧表现得尤为明显,这可能是阻高形态不断向西北侧扩展的原因。在传统的认知中,大气有效位能从大尺度向小尺度传输,但本研究发现,阻高发生时,有效位能在平流层底部的传输方向表现为从高频尺度和基本气流尺度同时向阻高尺度传输。此外,前人的研究表明,阻高发展加强之后对流层中阻高动能向有效位能转化使得阻高消亡,而本文的分析表明两种能量的转换方向在平流层底部完全相反——由有效位能向动能转换,起到了使阻高加强或维持的作用。最近的研究表明对流层顶附近的动力学对于阻高的发展和维持非常重要,上述发现增进了对这些动力学深层的了解。     

大雾天气对城市环境中空气质量的影响及危害

商丘市的大雾多形成在大陆高压型、冷锋前暖区型、均压场型、(低压)倒槽型天气形势中。空气中的污染物不仅增加了水汽凝结核,那些可溶性气溶胶还降低了饱和水汽压,使空气中的水汽更容易饱和,因此被污染的空气更容易形成雾。而大雾天气抑制了近地面层污染物的垂直扩散,加剧了城市污染。     

2012年11月大气环流和天气分析

2012年11月环流特征如下:北半球极涡呈单极性分布,中心位于加拿大北部地区;欧亚中高纬环流经向度较大;南支槽平均位置大致位于90°E附近,且东移频繁;同时,副热带高压较常年同期偏强,位置偏西、偏北.11月,全国平均降水量为31.7 mm,比常年同期(18.8 mm)偏多68.6％.全国平均气温为2.0℃,比常年同期(2.9℃)偏低0.9℃.月内,出现4次全国范围中等强度冷空气过程和3次暴雨过程;华北、东北和内蒙古地区出现大范围强降雪和降温天气,其中华北大部地区出现今年冬半年首场降雪天气,京津地区、河北、内蒙古等地均出现极端降水;江南、华南出现持续阴雨寡照天气.     

高山气候对自动气象站运行的影响分析

本文对地处我国南方高山的峨眉山自动气象站自2002年10月运行8年来出现或遇到的各种因雷暴、雨雾凇冻结、连续高湿等天气引起的问题进行分析,提出保证高山自动气象站正常运行的一些方法和思路。     

冰芯和气象记录揭示的青藏高原百年来典型冷暖时段气候变化特征

气候冷暖变化问题是全球科学家研究的一个聚焦点,但高海拔地区的气候变化过程尚不十分清楚,作为全球气候变化的敏感区的青藏高原更是如此. 以青藏高原北部的古里雅冰芯、唐古拉冰芯和南部的达索普冰芯、宁金岗桑冰芯δ¹⁸O记录作为温度代用指标,同时结合青藏高原西北缘的吉尔吉斯斯坦Naryn站长期气象记录和北半球同时期的气温变化进行比较,研究了过去100 a来青藏高原北部和南部的温度变化. 结果显示：青藏高原过去100 a来共出现1910年左右、1920年左右、1950年左右、1970年代4个冷期,各冷期之间对应出现4次暖期,并且变冷的程度越来越弱而变暖的程度越来越强. 其次,青藏高原气候的变冷变暖在不同地区和不同时段差异很大：从空间尺度上看,青藏高原北部变暖过程比南部更强烈;从时间尺度上看,1910年左右和1920年左右的两次变冷十分明显,但1950年左右和1970年代的两次变冷不明显. 另外,虽然有发生在1990年代早期的短暂降温过程,但与其说是一个冷事件,还不如说是一次变暖过程中的短暂停顿,随后表现为持续升温.     

Varying Rossby Wave Trains from the Developing to Decaying Period of the Upper Atmospheric Heat Source over the Tibetan Plateau in Boreal Summer

This study demonstrates the two different Rossby wave train(RWT) patterns related to the developing/decaying upper atmospheric heat source over the Tibetan Plateau(TPUHS) in boreal summer. The results show that the summer TPUHS is dominated by quasi-biweekly variability, particularly from late July to mid-August when the subtropical jet steadily stays to the north of the TP. During the developing period of TPUHS events, the intensifying TPUHS corresponds to an anomalous upper-tropospheric high over the TP, which acts as the main source of a RWT that extends northeastward, via North China, the central Pacific and Alaska, to the northeastern Pacific region. This RWT breaks up while the anomalous high is temporarily replaced by an anomalous low due to the further deepened convective heating around the TPUHS peak. However, this anomalous low, though existing for only three to four days due to the counteracting dynamical effects of the persisting upper/lower divergence/convergence over the TP, acts as a new wave source to connect to an anomalous dynamical high over the Baikal region. Whilst the anomalous low is diminishing rapidly, this Baikal high becomes the main source of a new RWT, which develops eastward over the North Pacific region till around eight days after the TPUHS peak. Nevertheless, the anomaly centers along this decaying-TPUHS-related RWT mostly appear much weaker than those along the previous RWT.Therefore, their impacts on circulation and weather differ considerably from the developing to the decaying period of TPUHS events.