基于完全非线性Boussinesq方程的源函数数值造波

探讨了应用于完全非线性Boussinesq模型模拟波浪传播变形的数值造波和波浪分析方法。采取在造波区的流体运动方程中引入源函数的造波法以实现无反射造波。通过数值试验探讨了造波函数中系数δ的取值。为模拟不规则波,采用了线性波浪叠加法。利用相关函数法进行谱估计,以检验不规则波造波效果。文中讨论了采用相关函数法估计海浪谱时,参数△t、m、和N之间的关系。     

Implementation of a Coupled Atmosphere-Wave-Ocean Model in the Mediterranean Sea: Sensitivity of the Short Time Scale Evolution to the Air-Sea Coupling Mechanisms

In this study a coupled regional atmosphere-wave-ocean model has been implemented in the Mediterranean Sea and applied to the simulation of the atmospheric circulation and of the upper ocean structure on the short time scale range typical of regional meteorological predictions. The coupling accounts for the feedback of the upper ocean on the atmospheric circulation, that is for the variation of the SST (Sea Surface Temperature) during the development of the cyclones and for the dependence of the SSR (Sea Surface Roughness) on the wind-wave spectrum. The model can operate also in uncoupled mode, with prescribed SST and SSR computed using the Charnock formula (depending on wind speed only). Six case-studies, characterized by strong cyclones and intense air-sea interaction, have been analyzed. A sensitivity analysis is carried out by comparing uncoupled and coupled simulations, carried out including the SST and SSR-feedbacks both separately and simultaneously. The feedbacks have systematic effects on the atmospheric precipitation, on heat and momentum fluxes, and, consequently, on MLD (Mixed Layer Depth), SST, and SWH (Significant Wave Height). For all these quantities, except for SWH, the two feedbacks act in opposite directions. The effect of the SST feedback is larger on latent heat flux, precipitation, sea surface cooling, and, marginally, on mixed layer growth and it determines their reduction when the two feedbacks act simultaneously. The SSR and SST-feedbacks have comparable effect on the SWH field and they both contribute to the SWH reduction. Though the SLP (Sea Level Pressure) and Geopotential minima of single "fall" case-studies can be appreciably modified by the inclusion of the feedbacks, no systematic effect has been identified in these fields, presumably because of the intrinsic unpredictability of the atmospheric circulation.     

O3,CO2浓度及太阳光谱变化对作物光合作用影响的数值模拟研究

对光合作用 蒸腾作用 气孔调节进行耦合 ,从生物化学尺度扩展至冠层尺度 ,发展了一个冬小麦冠层光合作用生态动力模式 ,模式考虑了O3,CO2 和光谱变化对作物光合的综合影响。利用美国光合作用实测资料对模式进行验证 ,叶片模式通过了相关显著性检验并具有较高的准确度。数值分析表明 :当O3 浓度由 0× 10 -9V/V上升至2 0 0× 10 -9V/V时 ,冠层光合速率下降 2 9%左右 ;当CO2 浓度由 330× 10 -6V/V上升至 6 6 0× 10 -6V/V时 ,冠层光合速率增加大约 37% ;当光谱比例系数由目前的 0 .5下降至 0 .4时 ,冠层光合速率将下降 2 7%左右。对于污染严重、易发生光化学烟雾的城郊附近 ,在阳光强烈的典型晴天 ,中午O3 浓度达到 2 0 0× 10 -9V/V时 ,即使气候条件不发生改变 ,CO2 浓度对作物光合作用的正效应也不足以弥补O3 浓度升高所造成的负效应 ,冠层光合速率将比目前干洁地区略有下降 ,如果进一步考虑光合作用有效辐射光谱成分下降至 0 .4左右 ,冠层光合作用将比目前的BASE值下降 35 %左右。     

0.1~40 MHz地闪、 云闪及NBE事件的辐射场频谱特征分析

利用宽带傅立叶分析法对2008年7月30日和8月4日两次雷暴过程中, 距离观测点5~20 km范围内的55次负地闪回击过程, 33次云内闪电过程以及20次双极性窄脉冲事件（NBE）的电磁辐射信号进行了观测分析, 得到地闪回击、 云闪放电初始阶段以及双极性窄脉冲事件在0.1~40 MHz频带宽度下的电磁辐射能量谱密度。结果表明, 这三类闪电放电过程的辐射频谱波形均呈现出随频率增加、 幅值减小的趋势, 但在辐射强度和衰减速率上存在一定的差异。负地闪回击幅频波形在6~28 MHz频段上衰减速率相对缓慢; 云闪初始阶段在全频带上始终遵循f-1.2~f-1.4之间的衰减率递减, 且其频谱幅值与地闪回击的辐射能量谱幅值相差不大; NBE事件在0.1~40 MHz频带中辐射能量谱幅值基本都明显大于其他两类闪电放电过程, 特别是在10 MHz以上的HF、 VHF频带上其差异可达到20 dB。     

基于SSA-MGF的BP神经网络多步预测模型

采用奇异谱分析（Singular Spectrum Analysis，SSA）方法对标准化样本序列进行准周期信号分量重建，将重建序列构造均值生成函数（Mean Generating Function．MGF）延拓矩阵作为输入因子，原样本序列作为输出因子，构建BP神经网络多步预测模型。通过实际建模并与逐步回归等方法进行对比预测试验，结果表明，基于SSA-MGF的BP神经网络多步预测模型预测效果优于其他3种模型，说明SSA的去噪及BP神经网络预报模型对于提高预测准确率是相对有效的，是一种具有较高应用价值的多步预测方法。     

冬季蒙古高压的时空变化和突变特征研究

利用Hadley中心的155年全球月平均海平面气压资料(1850年1月—2004年12月),研究了冬季蒙古高压的振荡周期和突变特征。在定义冬季蒙古高压指数的基础上,通过EOF展开,分析了冬季北半球海平面气压的时空变率分布;应用奇异谱分析的方法重建了冬季蒙古高压主要周期振荡序列,并着重分析其年际和年代际变化特征。根据Mann-Kendall气候突变检测法,检测了冬季蒙古高压存在的气候突变点。研究表明:冬季蒙古高压具有显著的年际和年代际变化,主要存在准两年和3～4年的年际变化周期,以及13～14年、20～21年和35～36年的年代际变化周期,而且准两年周期的振幅也存在显著的年代际变化;蒙古高压20～21年的周期与阿留申低压变化的位相不甚一致,35～36年的周期与阿留申低压变化的位相极为相似。经突变检测,发现冬季蒙古高压在1927年前后为明显的气候突变点。     

一次多回击闪电过程的物理特性分析

利用西藏那曲无狭缝光栅摄谱仪获得的一次多回击云对地闪电光谱,研究了各放电通道的温度及其变化。结果表明,一次闪电不同回击过程的通道温度有明显差异,闪电前期的温度通常较高,之后呈逐渐降低趋势。将闪电光谱与同步电学观测资料相结合,讨论了光谱特征、通道温度与闪电放电特性、电流热效应的相关性。数据分析显示,光谱总强度与辐射电场的变化幅度成正比;光谱总强度与放电电流的大小成正比;通道温度与回击过程传输的能量为正相关。     

敦煌地区春季大气气溶胶粒子数浓度的分析

利用2002年春季在敦煌地区戈壁沙漠和绿洲农田观测的大气气溶胶粒子数浓度资料, 分析了它与沙尘天气的关系、谱分布特征以及两种地表下粒子数浓度的差异.结果表明, 不同天气条件下的大气气溶胶粒子数浓度有着不同的特征.在背景天气下, 敦煌地区的大气气溶胶粒子数浓度通常在104L-1以下, 其中以直径在0.5～1.0 μm之间的极细颗粒为主, 绿洲农田细粒子(直径＜3.0 μm)的数浓度高于戈壁沙漠, 而较粗粒子(直径＞3.0 μm)则相反.当沙尘天气发生时, 该地区的大气气溶胶粒子数浓度增大到105 L-1以上, 直径在1.0～3.0 μm之间的细粒子变为其主要成分, 戈壁沙漠4档的粒子数浓度均高于绿洲农田, 3.0 μm以上的较粗粒子两地的差异更大.     

青海省阿尔金黄石山地区近红外蚀变矿物填图

利用近红外光谱对羟基(OH-)等敏感的特性,可以区分多种蚀变矿物及其矿物的不同结晶度,如舍羟基之硅酸盐矿物(绿帘石、闪石等),碳酸盐矿物(方解石、白云石等),层状硅酸盐中单矿物(粘土矿物、绿泥石、蛇纹石等),硫酸盐矿物(明矾石、黄钾铁矾、石膏等)等;矿物的结晶度不同,其红外吸收峰形也不相同,而矿物的结晶度标志着矿化作用...     

新疆阿尔泰彩色电气石的颜色成因研究

彩色碧玺（彩色电气石）是新疆阿尔泰花岗伟晶岩中富有特色的一种名贵宝石，主要有碧绿、黑绿、黄绿、红色和玫瑰色碧玺。通过对彩色电气石的岩石化学分析、Ｘ－衍射、紫外可见光吸收光谱和穆斯鲍尔谱测试分析，结合宏观地质观察，认为阿尔泰宝石级彩色电气石Ａｌ２Ｏ３含量高（＞４０％）而铁（锰）含量低，形成于碱性介质环境，多出现在钠锂型伟晶岩或钠长石富集地段。彩色电气石的颜色与晶体格架中配位金属离子种类、含量、物理特征及其生长阶段等因素有密切关系。铁、锰和锂离子是致色原因之一；微量元素，过渡性致色离子的存在与含量的高低也是造成电气石多色的原因之一