地理网格技术在产地溯源码编制中的应用研究

针对农产品溯源中溯源编码通用性差、不便于查询的问题,本文分析了国内外地理网格技术与产地溯源码的研究现状,并结合二维码技术,提出了基于地理网格技术的二维产地溯源码编制规则,详细介绍了产地溯源编码的组成,并以应用实例验证了编码的实用性与便捷性。     

Universal hydrofracturing algorithm for shear-thinning fluids: Particle velocity based simulation

A universal particle velocity based algorithm for simulating hydraulic fractures, previously proposed for Newtonian fluids, is extended to the class of shear-thinning fluids. The scheme is not limited to any particular elasticity operator or crack propagation regime. The computations are based on two dependent variables: the crack opening and the reduced particle velocity. The application of the latter facilitates utilization of the local condition of Stefan type (speed equation) to trace the fracture front. The condition is given in a general explicit form which relates the crack propagation speed (and the crack length) to the solution tip asymptotics. The utilization of a modular structure, and the adaptive character of its basic blocks, result in a flexible numerical scheme. The computational accuracy of the proposed algorithm is validated against a number of analytical benchmark solutions.     

Flexible membranes anchored to the ground for slope stabilisation: Numerical modelling of soil slopes using SPH

An alternative modelling for flexible membranes anchored to the ground for soil slope stabilisation is presented using Smoothed-Particle Hydrodynamics to model the unstable ground mass in a soil slope, employing a dynamic solve engine. A regression model of pressure normal to the ground, q_sim, and also membrane deflection, f_sim, have been developed using Design of Experiment. Finally, a comparison between the pressure obtained from numerical simulation and from a limit equilibrium analysis considering infinite slope has been carried out, showing differences in the results, mainly due to the membrane stiffness.     

High-order compact MacCormack scheme for two-dimensional compressible and non-hydrostatic equations of the atmosphere

This study is devoted to application of the fourth-order compact MacCormack scheme to spatial differencing of the conservative form of two-dimensional and non-hydrostatic equation of a dry atmosphere. To advance the solution in time a four-stage Runge–Kutta method is used. To perform the simulations, two test cases including evolution of a warm bubble and a cold bubble in a neutral atmosphere with open and rigid boundaries are employed. In addition, the second-order MacCormack and the standard fourth-order compact MacCormack schemes are used to perform the simulations. Qualitative and quantitative assessment of the numerical results for different test cases exhibit the superiority of the fourth-order compact MacCormack scheme on the second-order method.     

卫星臭氧资料的发展与应用

随着卫星探测技术的进步、天气学和气候学理论的不断完善,以及高性能计算机广泛应用,卫星臭氧资料的种类得到极大丰富并被应用到多个研究领域中,取得了一系列重要成果。文中介绍了主要星载臭氧探测仪的发展概况,回顾了卫星臭氧资料在气象领域的应用研究成果,主要包括卫星臭氧资料在气旋或低压过程中、全球或区域臭氧的气候分布及变化特征、高原臭氧分布及变化特点、数值应用等方面的应用研究,并展望了卫星臭氧资料研究的未来发展趋势。      

变分同化框架通过背景误差协方差构建动力平衡约束的研究进展

通过背景误差协方差构建动力平衡约束是变分同化框架设计的重要环节。它不仅帮助实现变量间的协同分析,提高观测使用效率,还能改善变分极小化问题的性状。本文在系统梳理通过背景误差协方差引入动力平衡约束的方式、流程的基础上,对求解目前全球和有限区域变分同化系统普遍采用的准地转平衡和静力平衡约束的共性问题和存在的不足作了归纳总结。分析了求解准地转平衡约束的三类方案:动力平衡方程方案、统计方案和动力-统计相结合方案的优缺点。对照比较了不同垂直离散方案下求解静力平衡约束时遇到的欠定问题的表现以及解决途径。最后,展望了基于背景误差协方差构建动力平衡约束在赤道等特殊地区、高分辨率同化系统、以及集合-变分混合同化系统发展中面临的挑战和机遇。     

自动气象观测数据的质量控制

精细化气候变化分析及气候预测服务亟待发展,对高分辨率优质量的气候资料需求不断增长。本文利用缺测率、对比差值、空间一致性、粗差率、一致率5个指标对2009—2014年浙江省2 209个自动站温度数据进行评估分析,运用开放式可调整的评分标准,选取数据质量稳定可靠的站点,满足气候研究与业务的发展需求。共取得91个一级可用站,499个二级可用站,363个三级可用站,一级站主要分布于宁波和嘉兴地区,二级和三级站在各地都有较均匀的分布。在全省气候统计分析中,可以根据需求利用可用站。此外,有可用自动站参与的温度分布图完美呈现了地形对温度的影响,也使城市化发展突显出来,精细化的气候分析能更有效的为高山地区耕种制度及城市建设与规划提供科学依据。     

中国东部城市土地利用变化对江南春雨影响的模拟研究

利用美国国家大气研究中心发布的较高分辨率大气环流模式CAM 5.1,进行了中国东部(20~50°N,100~125°E)城市土地利用变化对江南春雨影响的数值试验。结果显示:较中国东部无城市土地利用的试验相比,城市用地增加后,江南春雨推迟约3候建立而提前1候结束,持续时间缩短,同时降水强度减弱。进一步分析表明:东部城市土地利用增加可改变地表能量收支,使得东部大部分地区的地表增暖,导致地表感热增强,对大气的异常加热使得该区域上空等压面抬升,缩小了低层青藏高原东南侧至西太平洋间的位势梯度,使得形成江南春雨的直接原因——西南风减小,从而减少春季江南地区的降水。中国东部城市土地利用改变可能是影响近几十年江南春雨年代际变化的原因之一。     

中国东部城市群发展对南海夏季风爆发影响的模拟研究

本文利用NCAR开发的CAM5.1(Community Atmosphere Model Version 5.1)模式,针对我国东部大规模城市下垫面发展对南海夏季风爆发的影响进行了数值模拟研究。结果表明我国东部大规模城市群发展可能使得南海夏季风提前1候爆发;机理分析表明:在南海夏季风爆发之前,中国东部城市群发展引起的陆面增温,使得南海及其附近地区南北温差提前逆转、中国东部区域海平面气压降低,导致中南半岛到南海地区西南气流加强,中南半岛到南海地区降水增加,而凝结潜热垂直变化强迫出的异常环流,促进了南亚高压的加强及提前北跳,相伴随的高层抽吸作用有助于季风对流的建立和西太平洋副高的减弱东撤,从而形成了有利于南海夏季风爆发的高低层环流条件,导致南海夏季风提前爆发。另外,观测结果表明1993年之后南海夏季风爆发的日期相对上一个年代明显提前约2候,城市化快速发展阶段与南海夏季风爆发的年代际变化存在时间段的吻合,表明城市下垫面发展可能是南海夏季风提前爆发的原因之一。     

ZQZ TF型风传感器冻结故障自动检测装置设计

近年来我国大部分地区在冬、春两季多遭受冻雨灾害,自动气象站的风向风速传感器容易因冻结而无法正常工作。针对冻结故障的实时检测问题,本文设计了一种基于ZQZ-TF型风传感器的故障自动检测装置。该装置通过检测风传感器的工作电压和工作电流,实现对传感器实时状态的监控。同时,结合具体的故障诊断算法,能够快速判断风传感器是否被冻结。系统的核心硬件电路、软件算法可分别集成在自动气象站风向风速数据采集电路和嵌入式软件中,具有结构紧凑、操作简单的特点。经验证,该装置能够实时检测风传感器冻结故障,且工作稳定,检测精度高。