Realistic simulations of stellar surface convection with ANTARES: I. Boundary conditions and model relaxation

We have implemented open boundary conditions into the ANTARES code to increase the realism of our simulations of stellar surface convection. Even though we greatly benefit from the high accuracy of our fifth order numerical scheme (WENO5) the broader stencils needed for the numerical scheme complicate the implementation of boundary conditions. We show that the effective temperature of a numerical simulation cannot be changed by corrections at the lower boundary since the thermal stratification does only change on the Kelvin–Helmholtz time scale. Except for very shallow models this time scale cannot be covered by multidimensional simulations due to the enormous computational requirements. We demonstrate to what extent numerical simulations of stellar surface convection are sensitive to the initial conditions and the boundary conditions. An ill-conceived choice of parameters for the boundary conditions can have a severe impact. Numerical simulations of stellar surface convection will only be (physically) meaningful and realistic if the initial model, the extent and position of the simulation box and the parameters from the boundary conditions are chosen adequately.     

成飞飞行区域短时强降水时空分布特征及强降水指数分析

成飞飞行空域包含高原、盆地、山区等多种地形,局地气候显著,短时强降水频发。该文使用国家气象信息中心2017—2021年多资料融合逐小时降水数据、国家自动站探空观测数据。统计分析发现,盆地周围沿山地区为盆地短时强降水高发区;101～102°E,31～32°N区域为高原短时强降水高发区。利用百分位法得到高原地区强对流指数阈值：CAPE值≥1930.5 J·kg^-1,BCAPE值≥1974.7 J·kg^-1,抬升指数≥2.6℃,大气可降水量≥86.1 mm,K指数≥37.2℃,SI指数≤-0.9℃。盆地地区强对流指数阈值：CAPE值≥2230.6 J·kg^-1,BCAPE值≥2264.4 J·kg^-1,抬升指数≥1.8℃,大气可降水量≥93.0 mm,K指数≥40.8℃,SI指数≤-1.8℃。建立短时强降水不同下垫面强对流指数阈值,为今后短时强降雨客观预报提供新的思路和方向。     

遥感与电法在青海甘子河断裂对流型地热勘查中的应用

利用遥感解译资料分析研究区域地质构造背景,确定甘子河为地热勘查靶区。首先用可控源音濒大地电磁测深法确定控热构造位置,然后辅以多种电法进行相互验证,查明了隐伏断裂构造带的部位、深度、倾向、倾角等形态特征,有效降低了地热勘探风险,勘查成果显著,对隐伏断裂地热勘查具有重要的指导意义。     

秩亏自由网平差在地铁隧道保护区中的应用

地铁隧道保护区沉降监测网中包含多个基准点,依据不同基准点平差所得结果也不相同。本文引入秩亏自由网平差方法,将所有基准点视为待定参数进行平差,并通过工程实例,验证此方法在地铁隧道保护区沉降观测中有一定的适用性。     

香港自由港模式发展演化、动力机制及启示

文章在总结并回顾香港由转口贸易型自由港、加工贸易型自由港向综合型自由港和跨区域综合型自由港的演化历程的基础上,分析探讨了区位市场、运行机制、政策框架、要素投入等内部动因与国际经济环境、政治环境等外部动因的相互作用,共同推动其发展演化的动力机制。最后提出香港自由港发展演化对中国自由贸易区建立与发展的几点启示：1）依据其发展阶段与条件选择与之相适应的发展模式;2）选择区位条件有利的地区建设自由贸易区;3）自由贸易港或贸易区持续发展的必要条件是能保持相对稳定的政治环境和相对独立的行政单元;4）自由贸易港（区）功能和作用的充分发挥离不开自由的经济制度和仿真的国际化经营环境。     

Maquiladora Myths: Locational and Structural Change in Mexico's Export Manufacturing Industry

Trends in location, labor force, and procurement practices in maquiladoras are examined using recent data sources. A growing proportion of maquiladoras are selecting interior locations, south of the borderlands. Once dominated by young women, the labor force is rapidly approaching gender parity. While far below prevailing rates in the United States, maquiladora wages are comparable with equivalent manufacturing sectors in Mexico. Majority ownership of maquiladoras is split almost evenly between Mexico and the U.S., however, maquiladoras have failed to develop domestic sources of materials and parts and remain dependent on imported material inputs. As the North American Free Trade Agreement is phased in, the regulatory environment of maquiladoras will change but their role as low cost assembly specialists will persist.     

大气凝结水汽汇、凝结潜热作用与积云对流参数化

从引入包含质量(水汽)源、汇的连续方程出发,重新推导出大尺度凝结降水和积云对流凝结降水之水汽汇起作用的热力学方程,从而重新给出气压、气温预报方程及地面气压与高空位势高度预报方程.发现,在此基础上,才能实现凝结3个作用:气块水汽质量流失与气压降低;气块虚温降低;加热气块;和通过大气运动方程,实现大气凝结潜热\     

北美地区一次冬季中尺度对流系统上空红色精灵现象的空间观测及其母体雷暴分析

红色精灵是发生在雷暴云上空的一种大尺度瞬态放电发光现象,它们通常出现在地面上空40～90 km之间,是由地闪回击和随后可能存在的连续电流产生的。目前,由于综合同步观测资料较少,与夏季红色精灵相比,全世界对冬季红色精灵的研究屈指可数。2008年12月27～28日,受高空槽及低层暖湿气流的影响,北美阿肯色州地区爆发了一次冬季雷暴天气过程,搭载于FORMOSAT-2卫星上的ISUAL（Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightning）探测器有幸在这次雷暴上空记录到了两例红色精灵事件。本文利用ISUAL获取的红色精灵观测资料、多普勒天气雷达资料、美国国家闪电定位资料、超低频磁场数据、美国国家环境中心/气候预测中心提供的云顶亮温和探空数据等综合观测数据,对产生红色精灵的这次冬季雷暴特征和相关闪电活动规律进行了详细研究。结果表明,在两例红色精灵中,ISUAL均未观测到伴随的“光晕（halo）”现象,第一例为“圆柱状”红色精灵,第二例红色精灵由于发光较暗,无法判断其具体形态。产生红色精灵的母体雷暴是一次中尺度对流系统,该系统于27日15:00（协调世界时,下同）左右出现在阿肯色州北部附近,并自西向东移动。23:59系统发展到最强,最大雷达反射率因子（55～60 dBZ）的面积达到339 km2,之后开始减弱。03:03雷暴强度有所增加,随后云体便逐渐扩散,雷暴开始减弱,并在11:00完全消散。两例红色精灵发生分别在04:46:05和04:47:14,此时雷暴处于消散阶段,正负地闪频数均处于一个较低水平且正地闪比例显著增加,并且多位于云顶亮温?40°C～?50°C的层状云区上空。红色精灵的出现伴随着30～35 dBZ回波面积的增加。在红色精灵发生期间,雷达反射率大于40 dBZ的面积减少,10～40 dBZ的面积增加,表明红色精灵的产生与雷暴对流的减弱和层状云区的发展有关,这与已有的夏季红色精灵的研究结果类似。红色精灵的母体闪电为正地闪单回击,位于中尺度对流系统雷达反射率为25～35 dBZ的层状云降水区,对应的雷达回波顶高分别为2.5 km和5 km,峰值电流分别为+183 kA和+45 kA。根据超低频磁场数据估算两个母体闪电的脉冲电荷矩变化（iCMC）分别为+394 C km和+117 C km。超低频磁天线记录到了第一例红色精灵内部的电流信号,表明这例红色精灵放电很强。     

Applied hydrodynamic wave-resistance computation by Fourier transform

An applied Fourier transform computation for the hydrodynamic wave-resistance coefficient is shown, oriented to potential flows with a free surface and infinity depth. The presence of a ship-like body is simulated by its equivalent pressure disturbance imposed on the un-perturbed free surface, where a linearized free surface condition is used. The wave-resistance coefficient is obtained from the wave-height downstream. Two examples with closed solutions are considered: a submerged dipole, as a test-case, and a parabolic pressure distribution of compact support. In the three dimensional case, a dispersion relation is included which is a key resource for an inexpensive computation of the wave pattern far downstream like fifteen ship-lengths.     

20世纪北大西洋温盐环流的年代际变化试评估

根据相对丰富的大气器测资料,综合前人对有限的海洋资料的诊断分析,从北大西洋涛动(NAO)变率、表层海温(SST)变率、格陵兰海和拉布拉多海的深对流活动长期变化等不同角度,对20世纪大洋温盐环流(Thermohaline Circulation,THC)变率进行了试评估.结果表明:(1)19世纪末以来,大西洋温盐环流的变化可分为4个时期:1900年以前的一段时期,THC较强;1904年到1930年,THC较弱;1931年到1972年,THC较强;1973年至1995年,THC较弱,目前则又有所增强.(2)与THC的变化相联系,大西洋主要气候要素的变化,相互间存在着某种协调关系,THC强,NAO弱,北大西洋北部SST升高,格陵兰海的对流活动增强,拉布拉多海的对流活动则减弱.