一次强雷暴中的多灾种天气特征对比分析

用Micaps和NCEP再分析资料对2012年7月3日发生在淮河以南地区的大范围强雷暴天气进行了分析,得出高、低空急流配置,形成低空辐合,高空辐散,槽线由高到低前倾,有利增强大气不稳定层结,中尺度切变线南北摆动具有触发对流作用等,为该区强雷暴多灾种天气的发生,提供了动力和热力条件。从云图、雷达参数和地闪特征对比分析得出冰雹、雷击、强降水,分别发生在强对流云团发展的不同时间和不同部位。其云团的形态、强度和范围等也不同。冰雹所表现出的回波强度、回波顶高和垂直积分液态水含量为最强,雷击次之,强降水最弱。在地闪出现的各个阶段都有可能出现雷击事故,但多为负地闪,强度均较强。强降水过程多为负地闪,强度较弱,降水集中时段,地闪频次高。冰雹发生时地闪频数明显下降,且多为正闪。雷击过程强度和陡度变化最平缓,冰雹过程突变最明显。雷击发生在整个地闪过程中强度和陡度都相对较大的时刻;冰雹发生前约半小时有强度和陡度的骤增;强降水阶段地闪平均强度和陡度都最小。     

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Dynamic response analysis of a floating mooring system

An innovative floating mooring system with two or more independent floating mooring platforms in the middle and one rigid platform on each side is proposed for improving efficiency and safety in shallow water. For this new system, most of collision energy is absorbed through the displacement of floating platforms. In order to illustrate the validity of the system, a series of model tests were conducted at a scale of 1:40. The coupled motion characteristics of the floating mooring platforms were discussed under regular and irregular waves, and the influences of wave direction and other characteristics on dynamic response of the system were analyzed. The results show that the mooring system is safest at 0° of wave incident angle, whereas the most dangerous mooring state occurs at 90° of wave incident angle. Motion responses increase with the increase of wave height, but are not linearly related to changes in wave height.     

1961-2010年辽宁省高温日数和高温热浪特征分析

利用1961-2010年辽宁省52个气象站日最高气温资料,分析辽宁地区高温日数及热浪的分布特征和变化趋势,结果表明：辽宁省区域年平均高温日数为7.72 d/ a。辽宁高温日数呈东少西多的空间分布,沿海地区较少甚至部分地区无高温情况出现。高温日出现最多的朝阳站,为26.48 d/ a。从20世纪60年代开始,高温日数呈缓慢增加趋势,其中2000年为有气象记录以来高温日最多的年份。热浪也呈东少西多的分布特征,热浪最多的朝阳站发生频次为2.90次/ a。辽宁省以持续3-5 d的轻度热浪为主,占86.27 %,中度热浪占12.58 %,超过10 d的重度热浪占1.14 %,仅有喀左、北票和羊山地区发生过持续10 d以上的重度热浪。     

镇江雷暴气候特征及天气学预报方法分析

雷暴是严重的气象灾害之一,给人民生命财产带来严重影响。雷暴的发生发展地域性强,因此加强镇江本地雷暴特征的研究和预警工作十分必要。利用镇江市1959--2010年的雷暴气候资料,通过气候倾向率、小波分析等统计方法,对其周期性、时空分布特征及年（代）际、季节变化特征等进行了分析,得出以下结论：1）镇江市雷暴呈现出市区少、周边地区多的特点,其中句容雷暴发生频率最多且持续时间长。2）镇江市平均雷暴日数存在4a、6a、10～12a左右、准20a的长周期振荡信号。从长周期分析,镇江市近几年的年平均雷暴日数处于偏多周期时段。3）年平均雷暴日数距平,20世纪60年代、70年代、21世纪的00年代是正距平,特别是2006--2010年连续5a的平均雷暴日数都大于气候值,是雷暴频发时期;80年代、90年代为负距平。1963年的雷暴日数最多,有53．3天;1979年的最少,为15天。通过对1999--2008年镇江市地面观测资料的194个雷暴天气过程个例进行统计分析,对影响镇江市的雷暴天气系统进行了分型,在此基础上提出了预报镇江市雷暴天气的思路,为开展雷暴预报预警业务提供理论依据。     

2012年7月末天津暴雨过程的扰动特征

利用多普勒雷达和风廓线雷达资料,辅以高分辨率的地面自动气象站资料,对2012年7月25—26日天津地区的一次大暴雨(局部特大暴雨)过程进行扰动特征分析。结果表明:1)大暴雨过程的雷达回波表现为高质心结构,气旋式辐合与对流中上升气流及后侧下沉气流紧密相连,表现出较好的对流组织性,也预示强降雨将持续发展。逆风区的维持与伸展的高度可作为暴雨预报的先兆信号。2)地面辐合线与雷达回波上对流单体出现"列车效应"的区域有很好的一致性。地面形成的气旋性闭合环流和中小尺度环流辐合作用的稳定维持是产生大暴雨的重要因素。3)由风廓线资料可详细分析出暴雨过程中低空急流及边界层急流的扰动过程。在强降雨发生前,急流强度明显增强,与雷达回波上的"列车效应"是一致的,但比雷达更早出现。风廓线资料中低空急流和边界层急流的增强态势,对大暴雨短时临近预报具有很好的指示意义。     

湛江地区一次冷锋型海雾微物理特征

利用2010年3月31日—4月2日冷锋天气系统影响下湛江海雾综合观测资料,分析了海雾的微物理特征及海雾过程中气溶胶粒子谱的演变特征。结果表明,海雾的生消与风场密切相关,海雾生成和发展与较强的ESE气流相联系,而弱的NE气流则会促使海雾减弱或消散。湛江海雾的雾滴数浓度为100~102cm-3,液态含水量为0.001~0.232 g·m-3,雾滴平均半径小于10μm,雾滴峰值半径多位于1.4μm。海雾雾滴谱分布以单调递减谱为主,谱宽超过20μm,且雾发展过程中雾滴谱谱宽存在突然增宽和迅速减小的现象。海雾过程中雾滴数浓度的变化主要是由半径小于5μm的雾滴数密度变化引起的。海雾过程对气溶胶粒子的湿清除效果并不显著,雾过程中粒径小于0.1μm和大于4μm的气溶胶粒子数密度显著减少,但在雾消散后又迅速恢复到雾发生前的水平。     

广西大气能见度气候特征分析

对1980至2012年广西85个县市能见度资料进行统计分析得出：广西主要城市及其周边地区能见度较低,边远山区及边境地区较高,呈现东部低、西部高的特点;广西近32a能见度年均值在14.4至18.2km之间,总体呈下降趋势.一年之中,能见度夏季高、冬季低,汛期能见度明显好于非汛期;能见度与气象要素的相关分析表明,能见度与温度、风速成正比,与压强、降水、湿度成反比.     

胶州湾冬季浮游植物光合作用特征原位研究

目前关于中国近海浮游植物光合作用特征的研究较少,尤其是海洋浮游藻类冬季光合生理生态方面的研究少见报道。本实验利用浮游植物荧光仪Phyto-PAM测量了胶州湾浮游植物最大光化学量子产量、快速光曲线、光化学淬灭以及非光化学淬灭,通过显微镜镜检获得浮游植物群落结构组成与丰度结果,结合相应的环境因子,对胶州湾冬季浮游植物进行了原位光合作用特征研究。结果表明:调查期间胶州湾浮游植物具有较高的光合活性与潜力,最大光化学量子产量保持在0.69左右,光能利用效率大部分处于0.2—0.3之间,快速光曲线十分典型,当光强超过1000μmol/(s·m2)后依然能保持较好的光合活性,光化学淬灭值较高;当光强超过1500μmol/(s·m2)后,相对电子传递速率开始下降,实际光量子收益达到最低,非光化学淬灭升高,此时海洋浮游植物将光合机构吸收的过量光能以热能的形式耗散掉,有效地保护了胶州湾浮游植物的光合器官不因高光强的照射而受到损伤。冬季大部分时期胶州湾浮游植物丰度极低,但是湾内浮游植物具有较强的光合活性,加上相对稳定的水文、生物等环境以及较丰富的营养盐和相对有利的营养盐结构,是推动冬季浮游植物高峰期出现的关键生理生态因素。     

On a near-optimal control approach for a wave energy converter in irregular waves

Real-time smooth reactive control and optimal damping of wave energy converters in irregular waves is difficult in part because the radiation impulse response function is real and causal, which constrains the frequency-dependent added mass and radiation damping according to the Kramers–Kronig relations. Optimal control for maximum energy conversion requires independent synthesis of the impulse response functions corresponding to these two quantities. Since both are non-causal (one being odd and other even), full cancellation of reactive forces and matching of radiation damping requires knowledge or estimation of device velocity into the future. To address this difficulty and the non-causality of the exciting force impulse response function, this paper investigates the use of propagating-wave surface elevation up-wave of the device to synthesize the necessary forces. Long-crested waves are assumed, and the approach is based on the formulations of Naito and Nakamura [2] and Falnes [22]. A predominantly heaving submerged device comprised of three vertically stacked discs driving a linear power take-off is studied. The overall formulation leads to smooth control that is near-optimal, given the approximations involved in the time-shifting of the non-causal impulse response functions and the consequent up-wave distances at which wave surface elevation is required. Absorbed power performance with the near-optimal approach is compared with two other cases, (i) when single-frequency tuning is used based on non-real time adjustment of the reactive and resistive loads to maximize conversion at the spectral peak frequency, and (ii) when no control is applied with damping set to a constant value. Simulation results for wave spectra over a range of energy periods and significant wave heights are compared for the three situations studied. While practical implementation presents engineering challenges, in terms of time-averaged absorbed power, unconstrained near-optimal control is found to perform significantly better than single-frequency tuning in the spectra with longer energy periods (>10 s for the present device), and somewhat better in the spectra with shorter energy periods (here ≤10 s).