南海西边界ADCP观测海流的垂直结构

采用多种数据处理方法,分析了南海西南陆架西边界处定点连续观测站上的海流记录。正压潮流的调和分析结果表明该海域以日周期潮流为主,潮流椭圆随深度旋转。去潮后流速垂直结构的奇异值分解(SVD)证实观测点的流速结构存在不同的垂向模态,第一模态对应平均流的变化部分,第二模态含有倾向性变化部分,双日周期变化在各个模态中均较明显。对各观测层流速进行小波分析,进一步发现观测流的频率构成具有垂向变频和同一层次频率漂移的特征。     

全球海洋环流模式中上层海洋对表面强迫的响应和调整Ⅰ.年际变率

利用一个较高分辨率的全球海洋环流模式在COADS 1945～1993年逐月平均资料的强迫下对海温和环流场进行了模拟试验,研究了全球热带海洋(主要是热带太平洋)海温和环流场的年际变化特征及模式ENSO冷暖事件演变的控制机理.结果表明,模式成功地再现了和观测一致的海温和环流的年际变化以及ENSO演变特征.其中热带印度洋年际SST变率的主要模态表现为与ENSO相联系的海盆尺度的一致性增暖或变冷现象,次级模态为热带印度洋偶极子模态;热带大西洋的SST年际变率表现为类ENSO的年际振荡现象.在热带太平洋,SST年际变化主要表现为ENSO型,环流的年际变率表现为与ENSO相对应的热带海洋质量循环圈的年际异常.对应于暖(冷)事件,前期赤道海洋垂直环流圈显示出减弱(增强)的特征.其中南赤道流异常的位相较Nino3区海温总体要超前5个月左右的时间;赤道上翻流异常的位相在表层要超前4个月,并随时间由上至下扩展;赤道潜流的异常则显示出东传特征,其中最早的较为显著的异常发生ENSO成熟前3个月180°附近.在模式ENSO冷暖事件的演变过程中,次表层海温异常沿赤道的东传起了关键作用,模式的ENSO模态主要表现为"时滞振子"模态.     

我国西北干旱区“暖湿化”问题及其未来趋势讨论

自施雅风先生提出我国西北干旱区气候从20世纪80年代开始发生“暖干”向“暖湿”的转型以来,学界对西北干旱区乃至整个亚洲中部干旱区的降水和湿度变化开展了大量研究,尤其是对有器测资料以来西北干旱区的“暖湿化”过程开展了系统研究,但西北“暖湿化”是否停滞及其未来变化趋势仍存在较大争议.本文综合气候、生态和水文资料,通过对1950～2019年温度、降水、干旱指数(Aridity Index,简称AI)、植被以及径流数据的分析发现,受西风环流控制的我国西北干旱区和青藏高原北部自20世纪80年代以来气候均持续变暖变湿,并且自20世纪90年代以来气候“暖湿化”进一步加速,而受季风环流影响的华北地区的降水/湿度变化则大体相反.这种反向变化主要受控于蒙古上空的异常反气旋,该异常反气旋在导致西北干旱区东风异常、水汽输出减少、降水增加的同时,也导致华北地区出现异常下沉运动、水汽辐散增加、降水减少.而降水是湿度变化的主控因素,这也就最终形成了我国西北-华北降水/湿度反向变化的“西风模态”时空变化格局.研究发现,近年来关于西北干旱区“暖湿化”争论的主要因素是由于过去研究中选择的时间序列长短不同、选择的区域范围不...     

用TOPEX/POSEIDON高度计数据分析热带大西洋海面高度距平的低频变化

利用1992年10月~2002年7月的TOPEX/POSEIDON(T/P)卫星高度计月平均格点数据分析了热带大西洋(15°S~25°N,5°~50°W)海面高度距平的低频变化。由热带大西洋大约10 a海面高度距平变化的标准差分析得到:在赤道附近海区(2°~5°N,25°~45°W)、非洲沿岸海区(11°~16°N,16°~18°W)海面高度波动剧烈。对海面高度距平进行经验正交函数(EOF)分析,得到EOF的3个模态分别占有方差比例为51.5%,13.2%和7.9%。第一模态揭示的是热带辐合带(ITCZ)的季节性迁移导致海面高度距平沿着ITCZ平均位置经向倾斜的1 a周期变化,第一模态还显示了太阳辐射的季节差异引起南北两个海盆海面高度的整体升降。第二模态描述了中心分别位于(3°N,40°W)和(7°N,45°W)附近两个涡漩的变化。第三模态表征的是几内亚海湾上升流和赤道北部下降流在6~7月强度达到最大。对EOF时间系数曲线的经验模态分解(EMD),结果表明热带大西洋低频变化包含的成分主要有:0.5,1,2,4和6 a。其中1 a周期是热带大西洋海面高度变化最主要的周期成分,0.5 a周期和2 a周期也是热带大西洋海面高度变化的重要形式;而4 a和6 a周期所占的比例较小。另外EMD方法还分解出1997~1998年太平洋El Nino事件对热带大西洋海面高度的影响。     

中国东部夏季风雨带季节内变异模态的研究

根据中国气象局国家气候中心提供的1951～2005年中国160个站月降水量资料,用扩展的EOF（EEOF）分析、小波变换、相关分析和合成分析方法,研究了中国东部夏季风雨带季节性南北变动的主导模态和时空变化的特征,分析了各模态的气候特点及其与西太平洋副热带高压季节内变异的关系。 研究表明,我国夏季雨带季节性进退活动不仅是多态的而且是多时间尺度的现象。主导模态主要有六种,为了对各模态雨带推进过程的不同特点有个概要的认识, 分别称之为:梅涝型、伏旱型、梅旱型、南涝北旱型、常态型和南旱北涝型。这六种模态基本上反映了我国东部夏季雨带季节性移动异常的各种情况。在时间尺度上,各模态普遍存在准两年、3～5年和准8年的年际变化,以及准10年、准15年、准24年和准30年的年代际变化。但各模态的优势周期存在明显差别,尤其是年代际变化。分析还表明,西太平洋副热带高压的季节性变异是影响我国东部夏季雨带季节内时空变化最直接和最主要的原因。基本上, 不同型式的副高变异对应有不同的雨带季节内变化模态和天气气候特征。这些研究结果可为我们进一步探讨中国夏季雨带季节内变异各模态形成的物理过程和成因提供基础。     

Hilbert-Huang变换在提取地震信号动力特性中的应用

H ilbert-Huang变换(HHT)是一种处理非线性、非平稳信号的新方法。它通过经验模态分解将信号分解为有限个固有模态函数,并对每个固有模态函数进行H ilbert变换得到H ilbert谱。本文将这种方法应用于地震信号动力特性的提取,有效地获得了信号能量的时频分布,量化提取了中心频率、瞬时相位、瞬时能量、H ilbert能量、最大振幅对应的时频分布等动力特性,并与Fourier变换、小波变换等进行了比较,显示了HHT的优势以及对于进一步实现结构分析和控制的重要意义。     

线性SDOF体系共振动力响应的Hilbert谱分析

利用HHT方法分析了线性SDOF体系在共振状态下的强迫动力响应,系统地研究了线性SDOF体系在简谐波、线性调频波与正弦调频波输入下处于共振状态时结构动力响应的H ilbert谱与本征模态函数的特征,并且将H ilbert谱、Morlet小波谱及Fourier幅值谱所蕴含的物理意义及分辨率特性进行了比较。研究结果表明,与Fourier幅值谱相比,H ilbert谱在刻画非平稳时程的某些时变特征方面更加直观,其物理意义更加明确,而与Morlet小波谱相比H ilbert谱则具有较高的分辨率。     

模态pushover分析方法的研究和改进

鉴于传统pushover方法不能考虑结构高阶振型的贡献,从而难以应用到高层结构中,有学者提出采用考虑多阶振型组合作用的模态pushover分析方法。本文通过考虑结构屈服后地震作用发生变化这一特性,对此方法进行了改进并通过算例进行了验证。结果表明本文改进的方法有很好的精度。     

塔里木盆地南部上地幔各向异性研究

塔里木南缘位于塔里木块体同青藏高原碰撞的前缘,是认识青藏高原同周围块体相互作用的重要位置.横波分裂方法可以获得岩石圈及软流圈地幔的介质各向异性特征,进而探讨岩石圈变形和地幔流动.本文利用横波分裂方法对中国科学院地质与地球物理研究所、北京大学和南方科技大学联合布设在塔里木盆地南部的8个宽频带流动地震台站记录的SKS和SK...     

基于天顶轴速度零点的行人步数检测

针对现有峰值检测算法适用性较低和深度学习方法算力要求较高的问题,研究和完整阐述了步态规律和数据特征,通过分析步态规律提出了基于天顶轴速度零值的行人步数检测算法。通过将载体坐标系下的加速度计数据转换到地理坐标系下,使用经验模态分解、趋势项剔除等方法提取出每一步中的有效天顶轴速度零点,统计有效零点的个数作为步数。在多种行走状态下的实验表明,相比改进的峰值检测模型,本模型的准确率与可靠性有明显提升,在行人过快或过慢行走时提升效果更为显著。