Ekman动量近似下中间边界层模式中的风场结构

发展了一个准三维的、中等复杂的边界层动力学模式，该模式包含了EKman动量近似下的惯性加速度和Blackadar的非线性湍流粘性系数，它进一步改进了Tan和Wu(1993）提出的边界层理论模型。该模型在数值计算复杂性上与经典Ekman模式相类似，但由于包含了Ekman动量近似下的惯性项，使得该模式比传统Ekman模式更近于实际过程。中详细地比较了该模式与其他简化边界层模式在动力学上的差异，结果表明：在经典的Ekman模式中，由于忽略了流动的惯性项作用，导致在气旋性切变气流（反气旋性切变气流）中风速和边界层顶部的垂直速度的高估（低估），而在半地转边界层模式中，由于高估了流动惯性项的作用，结果与经典Ekman模式相反。同样，该模式可以应用于斜压边界层，对于Ekman动量下的斜压边界层风场同时具有经典斜压边界层和Ekman动量近似边界层的特征。     

一次春季冷空气过程中东海海域海气通量与界面热交换分析

利用船测资料分析一次冷空气过程中东海海域海气通量特征及海洋表面热收支变化特征。2017年5月5日20时—6日14时冷空气过境期间,动量通量平均值为0.22 N·m-2。感热和潜热通量的平均值分别为27.17 W·m-2和90.25 W·m-2,是春季整个观测期间（2017年4月20日—5月26日）平均值的2.8倍和1.1倍。冷空气爆发当天,净热通量为-12.73 W·m-2,海洋失热。白天海表面热收入58.36 W·m-2,影响海面热收支变化的主要是净辐射通量和潜热通量。夜间海表面热支出156.89 W·m-2,海洋作为热源向大气释放潜热99.79 W·m-2,占海洋释放能量过程的63.61%,向大气释放感热27.11 W·m-2,占海表释放热量的17.28%,海表面损失的热量主要以潜热的形式向大气传输。     

面向带电作业的手臂末端输出力评估方法

为了解决带电作业时手臂末端输出力的准确控制,提出一种基于表面肌电信号（sEMG信号）和支持向量机回归（SVR）实现对手臂末端施力的评估方法.通过手握机械手臂末端的手柄,做往复推拉运动,记录此时手柄处的力传感器的数据F,同时利用3组肌电信号传感器同步采集手臂的肌电信号.将肌电信号提取特征后,与力F组合成样本集合S,在样本集合中随机抽取50%的样本数据作为训练集,分别训练BP神经网络、GRNN神经网络以及SVR神经网络.最后用训练好的神经网络对整个样本集中的力F进行预测,并用均方根误差和相关系数评估模型的预测效果.结果显示,SVR神经网络的预测效果较好,其均方根误差为3.074 0,相关系数为0.951 7.     

一次强冷空气天气的个例分析

从主导系统的发展,分析了影响系统的成因,并以700hPa冷空气的活动,分析了形成这次强冷空气天气的冷源及东部大降水的成因.     

Study on the Effects of Land Surface Heterogeneitiesin Temperature and Moisture on Annual Scale Regional Climate Simulation

The ``combined approach', which is suitable to represent subgrid land surface heterogeneity in both inter-patch and intra-patch variabilities, is employed in the Biosphere/Atmosphere Transfer Scheme (BATS) as a land surface component of the regional climate model RegCM3 to consider the heterogeneities in temperature and moisture at the land surface, and then annual-scale simulations for 5 years (1988--1992) were conducted. Results showed that on the annual scale, the models response to the heterogeneities is quite sensitive, and that the effect of the temperature heterogeneity (TH) is more pronounced than the moisture heterogeneity (MH). On the intraannual scale, TH may lead to more (less) precipitation in warm (cold) seasons, and hence lead to larger intraannual variability in precipitation; the major MH effects may be lagged by about 1 month during the warm, rainy seasons, inducing ～6% more precipitation for some sub-regions. Additionally, the modeled climate for the northern sub-regions shows larger sensitivities to the land surface heterogeneities than those for the southern sub-regions. Since state-of-art land surface models seldom account for surface intra-patch variabilities, this study emphasizes the importance of including this kind of variability in the land surface models.     

一次春季罕见的降水天气过程分析

对吉林省2005年春季（4月19--22日）罕见的降水天气过程在大尺度环流形势、物理条件分析的基础上，重点对其逐时自动站风场资料进行分析，结果表明利用逐时自动站风场分析的中尺度切变对强降水落区、降水强度和强降水发生的时间都具有很好的指示意义；中尺度切变的形成也与地形条件有关。     

山区复杂地形条件下的风场分析

利用实测资料对山区复杂地形条件下风场的一般特征和局地性特点作了计算分析,详细分析了山谷风的时空变化规律,比较了山谷风演变的不同阶段以及不同季节的特点和差异.     

青藏高原地区500hPa FGGEⅢb风场订正方法及其分析

本文在文献[1]的基础上,用Cressman逐步订正方法,对高原地区500hPa FGGEⅢ_b资料(1979年5—8月每天2次流场图)用我国同期青藏高原气象科学实验资料进行了订正。与天气图(包括科实资料)及科实的流线图对比,发现与天气图等对应得很好,此方法有一定的实用意义。另外,订正图与FGGEⅢ_b流线图比较,主要结果:(1)NCAR软件所绘的流线图能很准确地反应格点风向。(2)FGGEⅢ_b资料能较好地反应高原地区的大尺度环流,但对次天气尺度系统如高、低中心漏分析的很多,尤其是低涡中心,只有1/2的准确率,但它们都对应于正负涡度区。有一点要特别指出:FGGEⅢ_b资料在高原西部常出现很强的低涡,而在订正图上不但涡小,且常只有低槽与之对应。(3)由订正图上可以看到低涡集中出现在高原中部30—35°N的纬带内,而反气旋中心则出现在其北侧(35°N以北)和南侧(30°以南)。(4)在高原的西南及东北边缘地区常出现地形槽,槽线为西北东南走向。它们的形成与地形影响密切,对高原东侧的天气影响也是明显的,值得进一步研究。     

风切变对中尺度对流系统强度和组织结构影响的数值试验

采用我国实际观测的探空作为中尺度模式Weather Research and Forecasting(WRF)的理想试验的背景场,分别改变整层、低层和中层的垂直风切变,研究其对中尺度对流系统强度和组织结构的影响。结果表明,改变整层垂直风切变对对流系统的强度和组织结构影响最显著,增加整层垂直风切变,对流强度增强且易组织成线状,减小整层垂直风切变,对流强度弱且呈分散状态。从垂直速度、水平风场、散度场和冷池的三维结构特征分析了其影响的机制:(1)风切变增加,上升气流与下沉气流的相互干扰减弱,有利于垂直速度的维持和增强;(2)垂直风切变增加造成水平涡度增加,扭转项的作用分别使上升和下沉运动得到加强;(3)垂直风切变增加,冷池强度和高度增加且集中在系统后部,使系统线状组织性增强。研究还发现,增加垂直风切变造成近地面大风和降水增强,且强降水出现在大风之后,这主要是因为在对流发展阶段上升运动与下沉运动互不干扰情况下,强下沉运动造成的近地面大风,而成熟阶段上升运动不断增强或维持造成雨水比湿不断增加形成强降水。     

台风“碧利斯”的雷达反演及改进

利用两步变分反演方法,研究2006年第4号台风“碧利斯”,对照单部雷达资料和两部雷达资料的反演结果。结果表明：利用单部雷达资料不能很好的反演出台风的风场结构特征,而两部雷达资料在第一步反演背景场时,可以看出台风的涡旋特征。通过检验发现,此次台风过程的水平切向风在最大风速半径内部与Rankine模型相近,外部与Chen 3模型接近。为了更有效地利用单部雷达的观测信息准确定位台风的移动路径,故在单部雷达资料第一步反演背景场时加入模型弱约束。反演结果表明,加入模型弱约束后,反演的背景风场就能看出台风的涡旋特征,通过第二步反演后与两部雷达资料结果相近;加模型弱约束的单部雷达反演结果与两部雷达反演结果间u、v分量的相关系数均在0.8或以上,2-7 km高度层u、v分量的均方根误差明显减小。