城市陆面过程与边界层结构研究

通过城市边界层观测、卫星遥感以及城市边界层数值模拟等途径,获取对城市陆面过程特性的认识,研究建立精细城市边界层模式,引入合理城市区陆面过程参数化方案,并进行城市边界层结构影响研究。研究结果表明：①城市下垫面能量平衡过程迥异于自然地表,引入合理的参数化方案是改善数值模拟性能的关键。②高分辨卫星观测信息是认识城市地表参数状况及其变化的有效途径。 ③人为热排放参数化方案的合理引入是准确描述地表能量平衡过程的又一重要课题。需根据实际情况确定人为热排放的引入方案及量值变化。④应从合理描述城市建筑物下垫面对热力输送及大气动力场的影响出发,研究建立了多层城市冠层模式。⑤应建立更完善的多尺度城市边界层模式系统并引入更新的城市效应参数化方案和数据同化处理,以增强并完善城市边界层数值模拟能力。     

安徽省雾、霾、晴空天气的气象条件对比分析

使用2008~2012年逐日地面观测资料,揭示了安徽不同地区雾、霾、晴空天气气象条件的差异,指出不同地区要根据本地特点建立雾、霾预报指标和预报方法。3类天气差异最大的地面气象要素是能见度和相对湿度。根据3种天气前一日和当日能见度和相对湿度分布特征,全省站点可以分为3类:1)从雾、霾到晴空,能见度递增、相对湿度递减,且差异显著,如合肥站;2)雾、霾天的能见度和相对湿度均很接近,但与晴空天差别较大,如阜阳站;3)能见度在雾、霾天无明显差别,但相对湿度在雾、霾天差异显著,如安庆站。地级市测站雾后即霾的可能性较大(大于50%),县城测站雾后即霾的可能性较低(低于25%)。垂直方向,雾时相对湿度随高度下降很快,850 h Pa中位值已降到20%(安庆)和45%(阜阳)以下,霾时相对湿度随高度下降缓慢,850 h Pa中位值仍在60%左右;另外,霾天边界层中上部风切变较小,雾天和晴空天边界层中上部都存在较大的风切变。     

南海东北部海陆深地震联测与滨海断裂带两侧地壳结构分析

南海东北部首次成功实施海陆联合深地震探测,填补了海陆过渡带深地震探测的空白. 利用该次海陆联测地震数据,通过数据处理、震相分析、射线追踪、走时模拟等方法,获得了滨海断裂带附近的纵波地壳速度结构,探明了海陆联测剖面中滨海断裂带可能位置. 地壳速度结构为陆壳结构,地壳厚度由陆地向海区逐步变薄;在上地壳下部普遍存在一层速度为5.5～5.9km·s-1、厚度为2.5～4.0km的低速层,并向海区方向减薄,该区未发现明显的高速层. 滨海断裂带为一纵向低速带,位于南澳台东南35km处,对应于重、磁异常带,断裂带断至莫霍面,是华南陆区正常型陆壳与海区减薄型陆壳的分界地壳断裂.     

沙尘暴电效应的实验观测研究

利用国内大型风沙物理风洞实验模拟沙尘暴电现象,研究风沙起电机理,结果表 明,不同风速下不同沙粒会产生不同极性的电场强度和电位效应,风沙电随风速增大而增强 ,且随沙粒度增大而减小. 在沙漠区的16m,8m,4m和1m高度上观测到27次不同沙尘暴天气 过程的电场和风速随时间变化. 结果表明, 在晴天4个高度上的电场均为小正电场值,电场 随高度降低而减小,最大电场强度在5kV/m以下,日风速变化对各层电场起伏没有较大影响 . 有沙尘天气,各高度上的电场强度随风速变化而变化. 16m高度上电场均为负值,平均值 为 -20kV/m;中层8m 电场一般为较高正电场值,达到10～40kV/m,与16m高度上电场呈反相 关;下层1m 电场值变化一般很小,在1kV/m以下. 在强沙尘暴天气4个高度上的电场均为负 电值,电场值随高度降低而减小,16m高度上最大平均电场强度达到-200kV/m以上,瞬时值 超过 -2500kV/m,与晴天电场矢量相反.     

2001年1月26日高纬磁层顶通量管事件的观测研究

2001年1月26日11:10～11:40UT, ClusterⅡ卫星簇位于午后高纬磁鞘边界层和磁鞘区,此 时行星际磁场Bz为南向. 本文对在此期间观测到的多次磁通量管事件作了详细的研究 ,获得一系列的新发现：（1）高纬磁鞘边界层磁通量管的出现具有准周期性,周期约为78s ,比目前已知的磁层顶向阳面FTE的平均周期（8～11min）小得多. （2）这些通量管都具有 强的核心磁场;其主轴多数在磁场最小变化方向,少数在中间变化方向,有些无法用PAA判 定其方向（需要用电流管PAA确定）,这与卫星穿越通量管的相对路径有关. （3）每个事件 都存在很好的HT参考系,在HT参考系中这些通量管是准定常态结构;所有通量管都沿磁层顶 表面运动,速度方向大体相同,都来自晨侧下方. 通量管的径向尺度为1～2RE, 与通 常的FTE通量管相当. （4）起源于磁层的强能离子大体上沿着管轴方向由磁层向磁鞘运动; 起源于太阳风的热等离子体沿管轴向磁层传输. 通量管为太阳风等离子体向磁层输运和磁层 粒子向行星际空间逃逸提供了通道. （5）每个通量管事件都伴随有晨昏电场的反转,该电 场为对流电场.     

森林冠层和森林边界层大涡模拟

在采用各向异性湍流动能闭合方案和3阶Runge Kutta时间积分方案的大涡模式中,引入由森林冠层粗糙元造成的动量拖曳项、热量输入项和TKE耗散项,以模拟森林冠层和森林边界层的气象场. 通过中性和不稳定层结条件下不同叶面积指数算例的模拟分析及与已有观测结果的比较表明,本文所建大涡模式对森林冠层和森林边界层有较好的模拟效果. 进一步研究表明：不稳定层结条件下较稠密的森林冠层中特有的Kinking & Pairing湍涡结构与森林边界层中湍流的大涡运动相互作用,形成了森林冠层附近的温度斜坡型结构.     

2003年春季中国沙尘天气异常的气候及环境背景

概述了2003年春季我国北方地区沙尘天气异常偏少的观测事实及其本特征.利用NCEP再分析资料以及台站观测资料,对可能影响2003年春季我国北方地区沙尘天气异常的气候与环境背景进行了分析.初步研究结果表明:2002/2003年冬季东亚大槽偏浅、东亚冬季风偏弱,从而导致春季冷空气活动偏少,这是造成2003年春季沙尘天气异常偏少的动力成因.此外,2003春季中国北方大部地区降水量偏多,沙尘源区内蒙古等地地表积雪覆盖面积大,从而造成积雪融化较晚,地表冻土层解冻推迟,土壤湿度增加,这也在一定程度上抑制了沙尘天气的形成.对卫星遥感反演的叶面积指数的分析表明,2003春季我国北方地区沙尘天气异常偏少与下垫面植被覆盖异常的关系不大.     

用广义协调元分析复合式多层无孔和开孔矩形薄板的振动

复合式多层无孔和开孔矩形薄板是桥梁结构和建筑等结构中的最重要的组成部分。当研究它们的振动问题时,用解析法求解自振频率十分困难,而采用通用的有限元法求解自由度数目多,收敛也比较慢。本文利用三角形薄板广义协调元分析了复合式多层四边简支、四边固定无孔和开孔矩形薄板的自由振动,求出了前几阶频率系数,其结果与用ANSYS软件算出的结果基本接近,当为单层无孔和开孔板时,与文献[8]的结果完全相同,且与文献[10]的解析解吻合较好,证明了本文理论推导及程序编制的正确性,表明广义协调元与有限元相比具有自由度少、精度高、程序简便以及收敛快等优点。     

西藏米林机场场地工程地震条件和地震砂土液化可能性评价

米林机场拟建场地位于藏东南地区雅鲁藏布江深切谷地内T1和T2阶地上,为Ⅱ类建筑场地,地震基本烈度为8度．根据地震地质灾害发生的重复性特征,未来米林机场建设场地不排除再次发生砂土液化破坏的可能．砂土颗粒级配分析以及土层剪切波速测试结果也支持这一结果．考虑到场地周围地下水埋藏特点,判断该场地砂土液化深度不会太深,主要发生部位应该在雅鲁藏布江一级阶地及其相当地貌部位。     

The dayside magnetospheric boundary layer at Mercury

Magnetic field and plasma data from the MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER) spacecraft on the outbound portions of the first (M1) and second (M2) flybys of Mercury reveal a region of depressed magnetic field magnitude and enhanced proton fluxes adjacent to but within the magnetopause, which we denote as a dayside boundary layer. The layer was present during both encounters despite the contrasting dayside magnetic reconnection, which was minimal during M1 and strong during M2. The overall width of the layer is estimated to be between 1000 and 1400 km, spanning most of the distance from the dayside planetary surface to the magnetopause in the mid-morning. During both flybys the magnetic pressure decrease was ∼1.6 nPa, and the width of the inner edge was comparable to proton gyro-kinetic scales. The maximum variance in the magnetic field across the inner edge was aligned with the magnetic field vector, and the magnetic field direction did not change markedly, indicating that the change in field intensity was consistent with an outward plasma-pressure gradient perpendicular to the magnetic field. Proton pressures in the layer inferred from reduced distribution observations were 0.4 nPa during M1 and 1.0 nPa during M2, indicating either that the proton pressure estimates are low or that heavy ions contribute substantially to the boundary-layer plasma pressure. If the layer is formed by protons drifting westward from the cusp, there should be a strong morning–afternoon asymmetry that is independent of the interplanetary magnetic field (IMF) direction. Conversely, if heavy ions play a major role, the layer should be strong in the morning (afternoon) for northward (southward) IMF. Future MESSENGER observations from orbit about Mercury should distinguish between these two possibilities.