沙粒不能“远走高飞”———有关“尘暴”的一条根本原理

沙与尘虽然都是岩石物理风化的产物, 但在风力作用下, 习性截然不同。拜格诺用严格的物理实验证明, 尘粒能随风远走高飞, 而沙粒却只能在地面附近跳跃前进。从北方侵袭华北平原的所谓沙尘暴, 实质上都是尘暴。对历次重大天气事件沉积物的分析, 也完全证明了这一点。因此, 尘暴物质的源头不是来自有沙, 而是有尘的地方; 从而可以使人们采取正确的治理方法。      

基于离散Gabor变换的磁暴识别

以地磁秒数据为研究对象,通过离散Gabor变换将时域的地磁数据转换至二维时频面,提取Gabor变换谱图的均值和方差作为特征值,使用支持向量机实现地磁正常数据与磁暴干扰数据的自动分类识别。对5个地磁台的200组地磁秒数据进行计算分析,结果表明该方法对测试样本数据的识别率可达94%。     

Channel precipitation dynamics in a forested Pennsylvania headwater catchment (USA)

Seasonal and event variations in stream channel area and the contributions of channel precipitation to stream flow were studied on a 106‐ha forested headwater catchment in central Pennsylvania. Variations in stream velocity, flowing stream surface width and widths of near‐stream saturated areas were periodically monitored at 61 channel transects over a two‐year period. The area of flowing stream surface and near‐stream saturated zones combined, ranged from 0·07% of basin area during summer low flows to 0·60% of total basin area during peak storm flows. Near‐stream saturated zones generally represented about half of the total channel area available to intercept throughfall and generate channel precipitation. Contributions of routed channel precipitation from the flowing stream surface and near‐stream zones, calculated using the Penn State Runoff Model (PSRM, v. 95), represented from 1·1 to 6·4% of total stream flow and 2·5–29% of total storm flow (stream flow–antecedent baseflow) during the six events. Areas of near‐stream saturated zones contributed 35–52% of the computed channel precipitation during the six events. Channel precipitation contributed a higher percentage of stream flow for events with low antecedent baseflow when storm flow generated by subsurface sources was relatively low. Expansion of channel area and consequent increases in volumes of channel precipitation with flow increases during events was non‐linear, with greater rates of change occurring at lower than at higher discharge rates. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

电网磁暴灾害风险影响因素研究综述

磁暴是源自太阳磁场剧烈变化的地球空间效应,随着电网规模的增大和电压等级的增高,磁暴灾害已经成为诱发电网故障风险的威胁之一.研究电力系统磁暴灾害风险的影响因素可为预防与控制其引发的电网事故提供重要参考.在分析历史典型磁暴事件的基础上,剖析了磁暴诱发电力系统故障的机理,阐述了故障传播与电力系统响应的过程,总结了近年来关于影响电力系统的地磁感应电流水平及其产生的变压器无功损耗方面的研究成果,从磁暴本身的特点和电力系统的参数与结构两方面将影响因素分类.以GIC标准模型,通过改变磁暴扰动环境和电力系统参数,说明了各因素对电网磁暴灾害风险的影响程度,并比较了不同因素影响后果的差异,最后指出了尚未解决的问题和可能的研究方向.     

磁暴时磁场变化率与地电场相关性研究

对2003年10月29日、10月30日两个典型大磁暴进行了分析,研究了磁暴期间磁场变化率与地电场的关系,以及磁暴期间磁暴、磁场变化率及地电场的周期成分。结果表明,磁暴期间H分量变化率与地电场东向分量观测数据显著相关,并且周期成分相同。     

The Most Geomagnetically Disturbed 24 Hours

Geomagnetically disturbed periods, characterized by the maximum average 24-hour global disturbances are considered. Gumbel's first asymptotic distribution of extreme values is used to predict the occurrence of major magnetic storm periods. A geomagnetic storm similar to the one recorded on March 13 - 14, 1998, would be expected to occur within the next 13 solar cycles. The present analysis corroborates the substantial increase of the level of magnetic disturbances from solar cycle to solar cycle.     

1998年5月磁暴磁层电流体系的地磁效应分析

低纬度地区地磁场的短时变化主要由以下电流体系产生:电离层发电机电流(IDC)、对称环电流(SRC)以及由部分环电流和Ⅱ区场向电流及其电离层回路组成的内磁层三维电流体系(PRFI).此外,由Ⅰ区场向电流及其电离层回路组成的电流体系(FACI)所产生的低纬地磁场也是不可忽略的.本文针对1998年5月1-6日的大磁暴,首先利用多个同子午线台站对的数据分离并消去由IDC电流产生的Sq场.然后,通过线性建模分离其他电流体系产生的磁场成分.结果表明:(1)发生在5月1-6日的磁暴可以分为两个过程,PRFI和FACI电流体系在1-3日不明显,在4-5日伴随着亚暴强烈发生.(2)SRC的变化情况在第一阶段同Dst指数相似,在第二阶段明显滞后于Dst指数.(3)在5月4-5日,PRFI在SRC之前增强,随着PRFI和FACI的恢复,SRC开始增强.这一结果为我们了解环电流和场向电流的形成以及它们的关系提供线索.     

Analysis on the decadal scale variation of the dust storm in North China

Dust storm is a disastrous weather that can cause serious environmental consequences and hazards. It causes excessive soil mass and nutrient loss in source areas, and air pollution in deposition area, which result in bad influence on agriculture, industry, traffic, and peoples’ daily life[1-4]. Dust storm can also affect the thermal balance of planetary radiation and then lead to meso- to macroscale climatic modification[5-7]. North- west China and North China are two high-frequency centers …     

中国西北部“4.5”沙尘暴过程中尺度低压的数值模拟

利用改进型ＰＳＵ／ＮＣＡＲ中尺度数值模式（ＭＭ４标准版），取模式水平格距４０ｋｍ，４６×６１网格，垂直方向ａ取１５层，即从地面到模式顶（１００ｈＰａ），σ＝０．０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．７８、０．８４、０．８９、０．９３、０．９６、０．９８、０．９９、１．００，采用ＮＣＡＲ的３０＇×３０＇地形资料，以常规观测资料作为初始场，较好地模拟了此次沙尘暴过程的海平面气压的演变和分布，特别是张掖、柴达本盆地以及敦煌附近的三个中低压。同时，模拟了张掖中低压与蒙古冷高压之间的甘肃河西沙尘暴东大风。敏感性试验表明，沙尘暴中低压的形成发展主要是受于物理过程制约；沙尘暴中尺度系统的研究与暴雨中尺度系统的研究是有区别的，积云对流参数化并不是特别重要，在设计研究沙尘暴的数值模式中，应当合理地处理其他的热力、动力过程及大气外强迫源的作用。模式水平格距、地形真实程度对模拟中低压的位置、中心强度有重要贡献；下垫面变化中低压强度有一定影响。张掖热低压的形成发展主要是在有利的环境形势下，特殊地势起了重要作用，表现为直接动力强迫和间接热力强迫。     

甘肃春季沙尘暴环流特征及其时间尺度诊断分析

根据43a甘肃春季沙尘暴日数距平序列选取了甘肃春季沙尘暴多发年和少发年。对甘肃春季沙尘暴多发年和少发年前期冬季(12月至翌年2月)和同期春季(3~5月)500hPa环流距平场合成结果表明, 前期冬季东亚大槽、同期春季蒙古气旋是影响沙尘暴发生多少的主要系统。西风指数和东亚北风指数计算结果表明, 沙尘暴多发年与少发年指数差异明显, 沙尘暴与冬季风联系紧密。甘肃春季沙尘暴小波变换分析, 清楚地反映沙尘暴不同频域的变化特征及其交替作用; 不同频域小波系数变化说明21世纪初沙尘暴将趋于增加。