渡槽中流体非线性晃动的边界元模拟

应用边界元法分析了流体非线性晃动及其对渡槽的作用效应,将所得结果与线性解析结果作了比较．数值计算表明：流体以较大幅度晃动时,线性模型结果与非线性边界元结果有较大偏差,计算有限幅流体晃动反应宜采用非线性模型．     

利用VLBI和超导重力资料研究自由核章动周期时变特征

本文根据自由核章动在章动观测和时变重力观测中引起的与其频率相近的受迫章动项或固体潮潮波的共振特性,选取6个不同机构解算的VLBI天极偏差序列和全球超导重力仪网络提供的7个台站高精度时变重力观测资料,根据加权最小二乘方法拟合地球自由核章动参数,研究其本征周期的时间变化特征.VLBI资料获得的本征周期变化幅度在1天之内,存在十年尺度的时间变化特征,迭积多台站同时段重力资料获得的自由核章动本征周期时变特征与VLBI获得的结果相比变化幅度较大,但趋势大致符合.在此基础上,通过自由核章动的理论模型探讨了影响其本征周期的几个主要因素,结果表明FCN周期变化与电磁耦合存在相关性,核幔边界磁感应强度径向分量变化导致的电磁耦合的变化可能是造成FCN周期时变性的原因.     

基于垂向一阶导数与解析信号比值的欧拉反演方法

常规欧拉反褶积法中构造指数的选取以及分散解存在较多的问题,提出了基于联立垂向一阶导数与解析信号的欧拉齐次方程的RDAS-Euler反演方法。该方法可以更为精确的估计场源的范围及埋深,且不需考虑构造指数N的影响,避免了因构造指数不当而引起的反演误差。通过对单一地质体及组合地质体模型的实验证明本文方法能有效地完成目标体的反演工作,反演结果与理论值之间的误差小于10%,且相对于常规欧拉反褶积法更加稳定准确,能够更好的得到地质体边界及深度信息。将RDAS-Euler法应用于黑龙江省虎林盆地实测布格重力异常数据,获得了丰富的断裂信息,说明RDASEuler法增强了对断裂平面位置的识别能力。     

基于Python的断面解释图目标层埋深数据提取程序开发

在电法勘探项目中,目标层埋深图是主要提交成果之一。这里结合反演电阻率推断解释断面图中常见的地质情况,分析总结了不同地质情况下的目标层埋深数据提取方式,并提出了圈定埋深数据边界的算法。利用Python语言及其第三方库的强大计算和绘图功能,实现了埋深数据的提取及其边界的圈定,为下一步数据成图提供借鉴。实践结果表明,该程序能有效地结合不同地质情况,借助图形进行交互操作,能快速、准确地提取目标层埋深数据,具有较强的实用性。     

一次多单体风暴的雷达回波特征分析

本文对一次发生在鲁中山区北部多单体风暴的雷达回波演变特征进行了分析,结果表明:造成此次大风、降雹的强对流风暴为一个典型的多单体风暴,它的生成、发展与雷暴外流边界激发有关;受当日环境风场影响,其发展过程及移动路径较复杂,在风暴单体初生期间,由于风暴北部不断有单体新生,形成典型的左向传播风暴,随风暴发展,风暴分裂,背风方右侧单体加强成为超级单体,演变成为右移风暴,带来地面的大风、冰雹天气.     

TraCE-21ka的模拟评估及误差分析

TraCE-21ka是全球首个利用全耦合模式针对末次盛冰期(LGM)至今气候演变的瞬变模拟。利用现代再分析资料和历史特征时期重建的连续冻土边界对TraCE-21ka模拟做了评估。结果表明TraCE-21ka能够较好地模拟现代半球尺度环流和降水的空间形态,对东亚地区的模拟冬季较好而夏季欠佳。TraCE-21ka模拟的现代时期与再分析资料相比偏冷,北半球年平均表面温度比再分析资料低3～4 ℃,基于现代温度误差的分析表明TraCE-21ka对东亚地区气候演变的模拟欠佳。对于历史特征时期,重建的连续冻土边界线指示TraCE-21ka模拟的亚欧大陆在LGM偏暖,全新世中期偏冷,即低估了LGM以来的变温幅度。利用连续冻土边界线的年均表面温度约为-7 ℃这一特性,进一步定量评估出TraCE-21ka模拟的亚欧大陆中纬地区从LGM至今的升温幅度约为真实气候的40％。通过分析近百年全球升温速率证实TraCE-21ka的气候敏感性显著偏低,由此产生的误差在瞬变模拟中会不断累积。     

雷暴云团自动识别和边界相关追踪技术研究

基于高时空分辨率雷达资料的雷暴云团识别、追踪及预警技术是目前最重要的临近预报预警技术之一.该文描述的雷暴云团边界相关追踪技术是一种新研究的方法,该方法是利用模式识别技术进行云团边界识别、拓扑处理,建立云团生命时序与族谱关系,并在此基础上进行雷暴云团外推的一种短时临近预报方法.该方法有三个主要技术环节:(1)对已预处理的雷达数据进行边界识别;(2)利用四分树匹配分析因子、重叠因子、面积因子、外接矩形因子、轮廓综合因子、局部相似判定因子等六个判断因子,分别识别出每个云团的时间序列,以及每个云团的运动方向、速度、面积、强中心,以及所处的状态(增强或减弱、膨胀或缩小)等信息;(3)对云团的移动方向、速度、面积、强度进行线性外推.初步结果显示该方法可较好地识别和外推预报雷暴云团.在此基础上建立的雷暴自动识别和追踪系统(简称"追踪者",TRACER),可以基于地图系统选取指定云团,获得云团空间位置信息、发展轨迹、演变特征和未来预测,也可对云团预报结果进行定量分析和验证.     

复杂地形边界层流场分析的共轭函数方法

将变分资料同化方法用于复杂地形边界层流场分析，利用兰州的一次观测资料进行了数值试验。结果表明，这样得到的分析场比简单客观分析场或数值模拟场都要合理。     

初边界条件不确定性对AREM模拟一次华南致洪暴雨的影响

利用AREM（advanced regional E-gridη-coordinates model）模式,针对2005年6月21日发生在华南的一次特大致洪暴雨过程,研究了模式初始场和边界场的不确定性对AREM模拟大暴雨过程的影响。研究表明：模式初始场和边界场对模式模拟降水的不同时段影响存在明显差异,初始扰动误差越大模式误差也越大;误差增长先在中小尺度内伴随着湿对流不稳定,且增长极其迅速,接着向大尺度传播,由于对流有效位能的逐渐释放,大气不稳定度降低,误差在大尺度上增长缓慢;在初始场和边界场相同精度的情况下,增加边界场的中尺度信息,尤其是400 km以下尺度的信息,比增加初始场的中尺度信息更能有效抑制误差的增长。     

层析法微波辐射计遥感反演云液水含量的二维垂直分布

通过机载双天线微波辐射计的观测数据层析反演出云液水的空间分布是一个有限角度的图像重建问题。为提高这一反问题的适定性, 本文对已有的正则化方法进行了改进: 根据云液水的分布特征选择W1,2空间范数的离散形式作为正则项; 通过数值模拟试验确定双天线仰角的最优设置方案为 (30°, 90°) 等。为避免已有方法中对目标函数进行线性化处理而产生的模型误差, 采用L-BFGS-B算法对非线性目标函数直接求解。按照侧边界内云液水分布是否已知将反演模型分为已界模型和未界模型。已界模型的反演结果表明, 反演误差在8.6%～12.3%之间, 反演图像可以反映出不同云型的结构特征。敏感性试验表明, 影响反演精度的主要因素为投影数据的角度分辨率、 辐射计观测噪声以及侧边界云液水分布的不确定性; 受云液水含量、 正则算子特性及边界因素的综合影响, 不同云型的反演精度存在差异。为使微波辐射计探测云液水分布能够独立于其它探测手段, 本文针对未界模型提出嵌套反演方法。数值模拟试验表明, 嵌套反演方法可以为目标区域的反演提供足够的侧边界信息。