一次春季黄海海雾和东海层云关系的研究

结合多种观测数据和数值模拟结果对2011年3月12—13日的一次黄海海雾过程进行分析。观测数据分析表明:此次黄海海雾过程与东海层云之间存在密切的联系。地面高低压位置为水汽从层云区向北输送提供了有利的环流条件;黄海上空天气尺度下沉运动,加强了海洋大气边界层(MABL)层结的稳定性,MABL顶自南向北高度降低,有利于水汽在向北输送过程中不断向海面聚集;下沉导致的干层以及逆温层对海雾的发生发展起重要作用。模式结果进一步证明天气尺度下沉运动与MABL内的下沉在29°—30°N附近同位相叠加,使得该海区上空的下沉运动明显增强,边界层高度迅速下降。下沉可能会导致气块温度升高,云滴蒸发,来自层云区的水汽随流场向北向下输送逐渐接近冷海面凝结成雾,近海面水汽的平流输送使海雾进一步向北发展。本研究为海雾预报提供新的参考思路。     

一次典型高压型海雾过程中海上大气波导的数值模拟

2009年4月9—12日黄海海域发生了一次受高压系统影响的海雾过程。利用卫星观测与探空数据、WRF模式(Weather Research and Forecasting Model)对此次海雾过程及相伴的大气波导进行了观测分析与数值模拟。海雾与波导发展可分为3个阶段:(1)大气波导先于海雾存在于黄海海面;受高压下沉影响,黄海上空存在逆温层和较强的湿度梯度,表现为较强的贴海表面波导和非贴海表面波导。(2)海雾始于高压西部,并随高压系统逐渐东移减弱,向黄海北部扩展;辐射冷却虽然使雾顶附近逆温增强,但海雾的机械湍流使其顶部湿度梯度减小,雾顶附近对应弱悬空波导或波导消失。(3)高压系统影响使干空气下沉到雾区导致黄海海雾消散;雾顶附近逆温仍存在,同时湿度梯度增大,黄海上空逐渐变为非贴海表面波导。本研究结果表明:高压系统不仅极易为波导的发生提供有利条件,而且有利于海雾的生成,在海雾演变过程中主要是雾顶水汽梯度的变化导致了波导类型及强度的变化。     

基于随机集合的非传统型有效波极值模型

The analysis and design of offshore structures necessitates the consideration of wave loads. Realistic modeling of wave loads is particularly important to ensure reliable performance of these structures. Among the available methods for the modeling of the extreme significant wave height on a statistical basis, the peak over threshold method has attracted most attention. This method employs Poisson process to character- ize time-varying properties in the parameters of an extreme value distribution. In this paper, the peak over threshold method is reviewed and extended to account for subjectivity in the modeling. The freedom in selecting the threshold and the time span to separate extremes from the original time series data is incorpo- rated as imprecision in the model. This leads to an extension from random variables to random sets in the probabilistic model for the extreme significant wave height. The extended model is also applied to different periods of the sampled data to evaluate the significance of the climatic conditions on the uncertainties of the parameters.     

论证南海海疆国界线

追溯探查历史图件,根据1946年内政部方域司编制的一组"南海诸岛位置图"(南海诸岛位置图,南沙群岛,中沙群岛,西沙群岛,西沙群岛永兴岛及石岛,南沙群岛太平岛)和1948年出版的"中华民国行政区域图"分析,南海诸岛外围的断续线段是我国在南海的海疆国界线;当时划定,是与陆域国界相连的,海上国界是陆域国界的延伸,以断续线段表示是国际地图上对海疆国界线通用的表示方法,当时即获国际认可。上述结果为南海划界提供了科学依据。     

2014年7月大气环流和天气分析

提2014年7月环流特征如下：北半球高纬地区为单一极涡,中高纬地区呈5波型分布,巴尔喀什湖附近低槽和东亚大槽强度均较常年偏强;西北太平洋副热带高压带呈东西带状分布,强度与常年同期相当。7月全国平均降水量115．0 mm,较常年同期（120．6 mm）偏少4．6％;全国平均气温为22．3℃,较常年同期（21．9℃）偏高0．4℃。月内共出现8次强降水过程,多站出现极端日降水量。7月共有5个热带气旋（风力8级以上）在西北太平洋和南海活动,生成个数较常年偏多,并有“威马逊”、“麦德姆”2个热带气旋登陆。华南、江南等地出现持续高温天气,全国87个气象观测站发生极端高温事件,74站发生极端日降水量事件。     

高原东南缘大气近地层湍能特征与边界层动力、热力结构相关特征

基于云南省大理2008年3、5、7月GPS加密探空试验时段(14和02时)资料,结合边界层铁塔综合观测资料,采用温度梯度法、逆温强度法和涡动相关法分别计算高原东南缘对流边界层(convective boundary layer,CBL)及稳定边界层(stable boundary layer,SBL)顶高度,通过计算获取感热通量、潜热通量、湍流动能、切变项以及浮力项与大气动力、热力过程垂直相关特征综合分析,可发现湍能方程中浮力项、感热、潜热通量与NCEP再分析资料计算获取的大气视热源相关特征显著,这某种程度反映了高原东南缘近地层大气湍流动量、热量输送对低层大气视热源Q_1的重要贡献。低层视热源Q_1亦表现出与湍能方程分量类似的日变化周期,此特征反映了高原东南缘大气热源变化与下垫面水热过程及其湍流输送日变化密切相关;浮力项与湍能等项对大气低层热源与涡动特征、热力混合结构的形成有重要作用;低层大气视热源、水汽汇均与边界层高度有显著相关,综合分析结果某种程度描述了青藏高原东南缘近地层湍流动量、热量输送状况与低层大气热源,热力混合边界层结构的综合相关物理图像,初步探索了高原东南缘对流活跃区大气湍流运动与大气动力、热力过程相互作用特征。研究表明近地层湍流通量变化某种程度可反映未来局地大气视热源垂直结构变化的"强信号"特征。本文上述研究结论也可启发我们进一步关注近地层湍流通量异常变化特征及其对局地降水过程大气热源结构演变的影响问题。     

基于GA参数辨识的直流伺服电机PID调节器的设计

针对数控火焰切割机自动调高系统的特点和要求,采用遗传算法对其位置调节器PID参数进行全局优化辨识,有效地解决了直流伺服电机的控制精度和快速性的问题.仿真结果表明,与传统的参数辨识法相比,遗传算法参数寻优使自动调高系统的动态性能大幅提高,具有很强的鲁棒性.     

利用时空信息的单波段地表温度遥感反演

地表温度被认为是影响生态系统的关键因子之一,它与许多地表过程有关。目前,热红外卫星遥感技术是获取有关区域和全球尺度地表温度信息的一个有效、可行的手段。针对不同卫星上搭载的热红外传感器,许多学者开展了大量的研究,其中针对单波段热红外的特点(如Landsat TM/ETM+,CBERS和HJ-1B)提出了单通道(或单窗)算法。该类算法需要准确的地表比辐射率和大气参数(如大气水分含量)。这些参数在现实中又很难轻易获得,从而在一定程度上限制了现有算法的应用。针对HJ-1B高回访频率的特点,本文提出了利用多时相影像的时空信息来直接反演地表温度的Multi-Temporal and Spatial Information-Based Single Channel(MTSC),以解决现有算法对地表比辐射率和大气参数的过度依赖性。实例分析结果显示,基于MTSC法由HJ-1B反演得到的地表温度结果与MODIS地表(陆表和海表)温度产品具有很好的空间一致性;HJ-1B的陆表温度结果总体上被高估了约1 K,而海表温度结果总体上被高估了0.5 K;同时,MTSC法得到的HJ-1B地表温度结果具有更好的细节和空间完整性。最后,通过分析和讨论指出了一些可能的完善途径,如相似像元的确定、修改优化求解中的目标函数、参数的自适应初始化等,以便提高MTSC法的反演精度和实用性。     

3维数字地球快速缓冲区分析算法

提出一种应用在3维数字地球中的通过图形处理器(GPU)快速实现矢量数据缓冲区分析的算法。使用一张4通道的纹理图作为容器将地理实体的矢量数据传入GPU,利用GPU的高效并行特性,将目标缓冲区纹理中的每个像素所对应的矢量坐标与原实体进行距离量算,在一次渲染中得到缓冲区纹理,最后提取出缓冲区纹理的边界。选择中国的流域和湖泊矢量数据,将本文算法与两种传统的CPU算法进行了缓冲区分析计算、测试和对比。结果显示,本文算法相对于传统矢量算法效率提高了9—16倍,相对于传统栅格算法效率提高11—20倍。实验证明,该算法计算简单,效果明显,特别是随着数据量增大,缓冲区计算速度显著优于传统算法,并能有效解决传统矢量法缓冲区分析中的数据自相交问题。     

Quantifying the Response Strength of the Southern Stratospheric Polar Vortex to Indian Ocean Warming in Austral Summer简

A previous multiple-AGCM study suggested that Indian Ocean Warming （IOW） tends to warm and weaken the southern polar vortex.Such an impact is robust because of a qualitative consistency among the five AGCMs used.However,a significant difference exists in the modeled strengths,particularly in the stratosphere,with those in three of the AGCMs （CCM3,CAM3,and GFS） being four to five times as strong as those in the two other models （GFDL AM2,ECHAM5）.As to which case reflects reality is an important issue not only for quantifying the role of tropical ocean warming in the recent modest recovery of the ozone hole over the Antarctic,but also for projecting its future trend.This issue is addressed in the present study through comparing the models＇ climatological mean states and intrinsic variability,particularly those influencing tropospheric signals to propagate upward and reach the stratosphere.The results suggest that differences in intrinsic variability of model atmospheres provide implications for the difference.Based on a comparison with observations,it is speculated that the impact in the real world may be closer to the modest one simulated by GFDL AM2 and ECHAM5,rather than the strong one simulated by the three other models （CCM3,CAM3 and GFS）.In particular,IOW during the past 50 years may have dynamically induced a 1.0℃ warming in the polar lower stratosphere （～100 hPa）,which canceled a fraction of radiative cooling due to ozone depletion.