风向变化特征在季风模拟评估中的应用

作者抓住季风风向具有季节性反转这一最本质的特征,引入了“有向转角”的新概念,它与传统盛行风夹角的概念不同,能够反映风向逐日变化的方向性和旋转角度的大小。用欧拉观点揭示了季风风矢量随时间演变的旋转特点, 体现了季风风向独具特色的季节演变过程。同时,发现不同地区风向的季节循环有6种基本类型:（I）先顺时针后逆时针旋转、（II）先逆时针后顺时针旋转、（III）完全顺时针旋转、（IV）完全逆时针旋转、（V）风向稳定型和（VI）风向变化不稳定型。且季风风向的季节性反转主要通过前四种旋转方式来实现。分析了这6种风向变化型的全球分布特征,研究了它们与大气环流系统演变的联系。并进一步将“有向转角” 概念用于IPCC第四次评估报告AMIP试验8个模式的模拟评估,结果表明,这一概念的引入能从逐日变化的角度凸显风向变化过程,不仅能够客观反映模式模拟季风风向逐日变化的动力过程以及风矢量旋转方式的全球分布,还能体现模式对大气环流系统季节演变的表征能力。研究还发现在这8个模式中,大多数模式基本能把风矢量旋转方式的全球分布形式模拟出来,但对于季风区风矢量旋转方式的模拟还有待于进一步提高。     

加拿大主要农田作物临界气象指标

根据加拿大主要农田作物生长发育对天气与气候条件的要求、农业气象学与气候学原理以及全球气候变化对农作物生产的影响和发展趋势,选择6个关键性气象因素(极端气温、强降水、强风、冷冻、土壤极端水分和作物生产有效热能条件),开发和评价12个农业气象临界指标(寒潮及热浪天数、日及旬最大降水量、日最大风速、强风天数、无霜期及冰冻期天数、标准降水系数、季节性水分亏缺、作物生长有效积温和累积热能单位).这些指标可供在该国各农产区科学规划和合理发展各类农田作物生产,包括喜暖性和喜凉性一年生草本作物,越冬性二年生及多年生草本及木本作物.该研究还依据该国这三类主要农田作物对临界温度和水分的需求,以及加拿大农田作物生长期和越冬期的天气和气候特征,建立了在任意农业生产年份中各类农田作物生长起始和终止日期的模式.本研究结果能用于指导该国将来在不同农产区适地适时种植适宜的农田作物和高效地经营与管理农场,同时可为农业生产咨询、政策制定和合理决策提供科学依据,也可供其他国家或地区开展类似的科学研究参考.     

北京强降雨与道路积水统计分析及应用

利用2007—2011年汛期(6—8月)北京市人民政府防汛抗旱指挥部办公室每日发布的汛情通报、北京市20个气候站日降雨量和200多个自动气象站逐小时降雨量监测数据,对近5年北京强降雨及降雨强度与城区出现道路积水的关系进行统计分析,找出北京城区出现道路积水的降雨量特征、小时降雨强度和2 h降雨量道路积水临界指标。通过在2011年汛期(6—8月)10次道路积水中应用表明,该道路积水临界指标具有较好的参考价值,可为今后北京道路积水预报服务工作提供参考依据。     

基于HBV模型的淮河流域洪水致灾临界雨量研究

根据流域暴雨洪水致灾机制,文章提出了考虑前期基础水位的动态致灾临界雨量指标,并以淮河上游地区为例,基于HBV水文模型建立了降水-流量-水位关系,并根据这种关系确立了临界雨量确定的方法流程.首先基于历史水文数据率定和验证模型,得到适用于研究区的最优化模型参数,然后构建洪水上涨期水位流量关系,最后以是否达到致灾水位为标准,通过模型试算并结合水位流量关系曲线反推出致灾临界雨量值.在淮河上游地区的研究中,利用2002-2009年逐日气象水文数据对HBV模型进行了参数率定和检验,并针对洪水过程进行了参数优化,经过率定后HBV模型对王家坝以上流域具备较好的适用性,对典型洪水过程模拟的确定性系数和NASH效率系数均在0.8以上;根据王家坝站实测流量水位数据,构建了概化的单一关系曲线;结合HBV模型和水位流量关系得到了王家坝以上流域的动态致灾临界雨量指标,临界雨量值随前期基础水位升高而减小,并且随着前期水位的变化,临界雨量值呈现了明显的非线性响应特征.     

高速公路交通事故与气象条件的关系研究

恶劣天气是高速公路交通事故发生的重要诱因。为了解气象条件对高速公路交通事故的影响程度,基于2006—2008年汉宜高速公路交通事故数据,统计分析了该路段交通事故的月际和日变化特征,利用事故率和日交通事故指数区分定义了交通事故频次和灾害严重程度,采用多项式曲线拟合了气象条件与事故指数的关系,确定了事故突发增长的临界气象指标。结果表明:汛期5—9月是汉宜高速公路交通事故高发时期,冬季其次,春季3—4月及秋季10—11月事故发生较少。高速公路交通事故存在明显日变化特征,03—04时和14—17时为事故高发时段。汉宜高速公路交通事故频率主要受中到大雨和夏季高温天气的影响,事故灾害严重程度主要受强降水和冬季低温天气的影响。大风强降水天气条件下的事故率要高于一般强降水条件下的事故率,夏季潮湿、闷热天气条件下的事故率要高于一般高温天气条件下的事故率。当高速公路沿线平均日雨量达到中到大雨时,事故率达到高峰;当沿线平均雨量超过20 mm时,事故灾害突发严重。当公路沿线平均高温超过33℃时,事故率突发增长;0~3℃的低温对事故灾害程度影响较大。     

破坏性矿震震前短临阶段震源过程研究

1993年5月15日19时,北京矿务局房山煤矿矿井下6号地震台附近,在4分多钟内相继发生3次破坏性矿震,最大一次震级为2.3级（M0=1.51011Nm）．利用理论地震图分析得到,这3次矿震都是以倾向滑动为主,与在场人员目击到的高倾角煤层中大量煤块倾泻而下的现象一致．主震及其震前一系列事件的6号台近场记录与普通记录不同,不仅有高频振动,而且还有低频振动．用弹性波理论和近年来一系列关于地震破裂成核理论结果进行分析表明:低频振动可能是亚临界扩展向前推进时激发的长周期波,它是不可恢复的形变;高频振动则是矿震事件,它是脆性破裂辐射的波场．根据M＝2.3事件记录及其震前5.4ｓ出现的前震记录中低频振动优势频率推测,主震发生时孕震断裂端部扩容区体积迅速增大．震前20多天直到主震发生期间,震源过程主要特点如下:亚临界扩展多次出现,在此期间孕震断裂端部扩容区体积变化不大．亚临界扩展时不仅激发产生长周期波,也常同时诱发小事件的发生,亚临界扩展优势方向与主震的滑动方向基本一致．      

应用混合变量最小势能原理求解有一个悬空角点弹性矩形薄板的稳定

x将混合变量的最小势能原理推广到求解弹性矩形薄板的稳定问题中,求解了有一个悬空角点弹性矩形薄板的稳定问题,并给出了相应问题确定临界载荷的特征方程及计算结果,为工程中薄板的设计计算提供了有效的参考,尤其是对现代建筑和桥梁中的受压构件的稳定设计和计算提供了一个简捷有效的计算方法。通过文中计算表明,混合变量的最小势能原理适用于有一个悬空角点矩形板稳定问题的求解,从而验证了它用于薄板稳定问题的一般性和通用性。     

2016年青海门源Ms6.4级地震多个震源机制中心解的确定

2016年1月21日,青海省门源县发生Ms6.4级地震。不同机构、学者依据不同方法和资料计算得到该地震的震源机制解,由于采用的方法和选择的资料不同,所求解的震源机制解存在着一定的差别。为了在多个震源机制解中确定一个震源机制解进行后续分析,采用最小空间旋转角表达了2个震源机制的差别,将待定震源机制与所有震源机制的最小空间旋转角的平方和作为目标函数,并且采用Levenberg-Marquardt方法求解,使其与所有收集的震源机制解的差别的平方最小,这些震源机制结果就是多个震源机制解的中心解,同时给出标准差,选取标准差最小的中心解作为最终结果。根据这种方法,已知多个该地震的震源机制中确定中心解,从而对其他诸如应力触发、地球动力学分析等提供后续分析。     

从断裂强度到临界点──重整化群理论在地震预报中的应用述评

介绍了临界自组织现象和重整化群方法的基本原理，对地震的自组织临界行为作了较为深入的讨论，并就这一领域中的一些概念和观点发表了作者自己的见解。     

计算双力偶旋转的简化算法

推导了估计地震双力偶（DC）源三维空间旋转角的新的简化公式。导出公式的复杂性依赖于所需角度估计的准确性和期望解的完备性。该解比本人1991年根据四元表示提出的算法简单。我们讨论了两种方法的优点和缺点。这些新的表达式可以写成数行计算机代码，从而可对不同方法得到的双力偶解及地震震源机制时间和空间上的差别进行比较。