北大西洋风暴轴高低空分布及其能量诊断

利用1979~2013年NCEP再分析数据,通过经验正交分解对比了前冬时期北大西洋风暴轴的高低空分布,并用涡动动能(Eddy Kinetic Energy,EKE)方程对风暴轴高低空分布型差异进行了诊断。研究结果表明:上层和下层第一空间分布型差异巨大,对流层下层风暴轴中心偏北,靠近极地,而上层风暴轴中心偏西南,靠近北美沿岸。EKE方程诊断结果表明:正压转换项在高低空符号相反,导致了EKE在上、下层分布出现显著差异,即上层正压转换项为负,在扰动发展中起能量耗散作用,而下层正压转换项为正,且极大值区域对应下层EKE极大值区域,为风暴轴下层向极区域增强的主要原因。而斜压转换和非地转位势通量散度在上层均为正,且远大于下层,为风暴轴上层涡动能量维持的原因,也从涡动能量收支上解释了风暴轴的主体出现在上层。     

陕西气象信息数据库应用平台综合设计

硬盘一旦出现故障，对每一个使用电脑的人来说简直就是一场灾难，因为硬盘里的数据比硬盘本身的价值更大，如何将其损失降到最低限度，这是非常值得研究的。     

西北太平洋热带气旋路径时间标度律的研究

时间标度计算表明，西北太平洋热带气旋路径是一个无标度性的系统，其关联方差谱遵从频率的－２￣－３次方幂律，不同背景下的路径系统均如此。由此得到的不同季节、不同地域的热带气旋路径可预报时间尺度基本上为３￣４ｄ，但异常热带气旋路径的可预报时间尺度则为１￣２ｄ。     

Tower-Based Greenhouse Gas Measurement Network Design——The National Institute of Standards and Technology North East Corridor Testbed

The North–East Corridor(NEC) Testbed project is the 3rd of three NIST(National Institute of Standards and Technology) greenhouse gas emissions testbeds designed to advance greenhouse gas measurements capabilities. A design approach for a dense observing network combined with atmospheric inversion methodologies is described. The Advanced Research Weather Research and Forecasting Model with the Stochastic Time-Inverted Lagrangian Transport model were used to derive the sensitivity of hypothetical observations to surface greenhouse gas emissions(footprints). Unlike other network design algorithms, an iterative selection algorithm, based on a k-means clustering method, was applied to minimize the similarities between the temporal response of each site and maximize sensitivity to the urban emissions contribution. Once a network was selected, a synthetic inversion Bayesian Kalman filter was used to evaluate observing system performance. We present the performances of various measurement network configurations consisting of differing numbers of towers and tower locations. Results show that an overly spatially compact network has decreased spatial coverage, as the spatial information added per site is then suboptimal as to cover the largest possible area, whilst networks dispersed too broadly lose capabilities of constraining flux uncertainties. In addition, we explore the possibility of using a very high density network of lower cost and performance sensors characterized by larger uncertainties and temporal drift. Analysis convergence is faster with a large number of observing locations, reducing the response time of the filter. Larger uncertainties in the observations implies lower values of uncertainty reduction. On the other hand, the drift is a bias in nature, which is added to the observations and,therefore, biasing the retrieved fluxes.     

东亚地区南北两个风暴源地中风暴的结构和动力学差异

基于欧洲中心中期天气预报再分析资料(ERA-40),使用涡旋追踪和合成技术、多尺度子空间变换以及局地多尺度能量分析方法研究了东亚地区南北两个风暴源地中风暴的差异。结果发现,南、北两个源地风暴在结构上和内部动力过程上均存在着显著不同。南支源地(40°N以南)风暴底层比高层强,与线性斜压模式中的最不稳定模态结构相似;而北支源地(40°N以北)风暴则正好相反,与下游发展理论所描述的斜压波结构相似。并且发现,南支源地风暴的非地转风场比北支源地风暴的强。能量学诊断结果显示,南支源地风暴的能量源除了斜压不稳定外,有很大一部分来自正压不稳定,而北支源地风暴中则是存在弱的动能逆尺度传输。此外,南支源地风暴的浮力转换和非绝热做功均比北支源地风暴的强,其主要原因是南支源地风暴的垂直运动更强,风暴中的水汽更加充足。      

AIRS资料质量控制对飓风路径模拟的影响试验

对WRFDA模式中AIRS亮温资料质量控制方案进行了检验,并以美国Earl飓风为例进行数值试验,研究了质量控制方案对飓风路径模拟的影响。试验结果表明:WRFDA模式中11条质量控制原则对红外高光谱AIRS亮温资料的同化效果影响很大,不论是加入逐条质量控制原则,还是缺席某条质量控制原则,飓风路径的模拟情况都比不上控制试验;而在所有质量控制原则都加入之后,在大部分模拟时段内同化试验中模拟的飓风路径偏差都要小于控制试验,而且同化试验中最大路径偏差也小于控制试验。不同的质量控制原则对观测资料的过滤能力也不一样,其中地表发射率Jacobian分量检测、临边检测、云检测和SST检测等4个质量控制原则剔除卫星资料数量相对较多。本文中AIRS亮温资料质量控制方案的对比试验,可以为中国发展红外高光谱卫星系统提供非常有益的借鉴和参考。     

冬季北半球风暴轴的多尺度能量变化特征及其可能机制

基于1971—2016年NCEP/NCAR(美国环境预报中心和国家大气研究中心)的逐日再分析资料及NCPC(美国国家海洋和大气管理局气候预报中心)的海温、大气环流及海洋指数等资料通过多尺度能量分析(MS-EVA)等方法,把冬季北半球风暴轴看做一整体,分析了风暴轴区域多尺度的能量变化特征及其可能机制。主要结论概括如下:(1)多年气候平均状态下,风暴轴的动能来源主要表现为在风暴轴中上游先由低频尺度向天气尺度输送有效位能,随后在风暴轴主体区再由天气尺度有效位能转换为天气尺度动能,其中风暴轴西端可直接由低频尺度向天气尺度输送动能。(2)北半球三大风暴轴联合EOF结果表明:第一模态下,主要体现了北西伯利亚风暴轴与北太平洋风暴轴强度的减弱(增强),同时伴随着北大西洋风暴轴位置北抬(南压);第二模态下,主要体现了北西伯利亚风暴轴强度减弱(增强),同时北太平洋风暴轴位置北抬(南压)中东部强度增强(减弱),而北大西洋风暴轴位置南压(北抬)。(3)回归分析表明:北半球风暴轴异常在不同模态下与低频尺度环流联系密切。低频尺度波动可通过海温及西风急流等异常变化先影响风暴轴区域多尺度间的能量转换,进而影响风暴轴整体的异常变化。     

准噶尔盆地周缘造山带裂变径迹研究及其地质意义

通过对准噶尔盆地东西两侧造山带地质剖面观察、系统裂变径迹测年与热演化模拟结果分析,并结合前人研究结果,准噶尔盆地周缘造山带中,主要经历了中生代晚期构造热事件。通过裂变径迹分析对比,准噶尔盆地两侧造山带具有不同的隆升历史,盆地西北缘早于东部隆升,隆升速率亦大于东部。准噶尔盆地西北缘自白垩纪以来经历了由准噶尔盆地边缘向扎伊尔山先后依次隆升事件,表明了准噶尔西北缘逆冲断裂系向盆内后展式逆冲推覆。准噶尔盆地东西两侧造山带岩石裂变径迹数据均反映了白垩纪以来的冷却隆升事件,充分证实了燕山晚期构造运动在准噶尔地区的普遍存在,为详细研究燕山期新疆北部陆内构造活动提供了证据。     

滇西北独龙江岩体晚中新世以来的热史和剥蚀历史的磷灰石裂变径迹记录

位于藏东-滇西高原构造急剧转折地段的独龙江地区,其花岗岩体内系统垂向取样的9个花岗闪长岩样品的磷灰石裂变径迹年龄数据在4～6.8Ma之间.裂变径迹分析显示样品应处于剥露的部分退火带,其表观年龄主体表现为冷却年龄,部分具混合年龄特征.热史分析揭示出岩体至少记录了自晚中新世以来的3个显著冷却阶段.早期的时限可推至约13～8Ma,中、晚期的时限分别在约5.5Ma和2.8Ma,基本可以与区域上的不整合相对应.依据冷却史推导的各阶段剥蚀速率分别为0.10～0.12mm/a,0.26～0.3mm/a和0.85～1.02mm/a,可以与藏东-滇西高原周缘及邻区的盆地沉积记录相对应.研究结果为探讨藏东-滇西高原晚中新世以来的构造抬升-伸展变形提供了定量的参照时限.     

Detrital apatite fission track analyses of the Subei basin: implications for basin-range structure of the northern Tibetan Plateau

The northern Tibetan Plateau has evolved a unique basin-range structure characterized by alternating elongated mountain ranges and basins over a history of multiple tectonic and fault activities. The Subei basin recorded evolution of this basin-range structure. In this study, detailed detrital apatite fission track (AFT) thermochronological studies in conjunction with previously documented data reveal provenance of the Subei basin, important information about the Indo-Eurasia collision, and two Miocene uplift and exhumation events of the northern Tibetan Plateau. Detrital AFT analyses combined with sedimentary evidences demonstrate that the Danghenanshan Mountains is the major provenance of the Subei basin. In addition, very old age peaks indicate that part sediments in the Subei basin are recycling sediments. Age peak populations of 70–44 Ma and 61–45 Ma from the lower and upper Baiyanghe formations record the tectono-thermal response to the Indo-Eurasia collision. Combined detrital AFT thermochronology, magnetostratigraphy and petrography results demonstrate the middle Miocene uplift and exhumation event initiated 14–12 Ma in the Subei basin, which may resulted from the Miocene east-west extension of the Tibetan Plateau. Another stronger uplift and exhumation event occurred in the late Miocene resulted from strengthened tectonic movement and climate. A much younger AFT grain age, breccia of diluvial facies and boulders of root fan subfacies record the late Miocene unroofing in the Danghenanshan Mountains.