夏季安徽槽前形势下龙卷和非龙卷型强对流天气的环境条件对比研究

利用NCEP再分析资料,对安徽省夏季高空槽前形势下两类强对流天气各5次个例的环流特征、热力和动力条件进行了对比分析。结果表明：以大风、短时强降水天气为主的非龙卷类表现为高空的低槽比较深厚,而龙卷的产生多是由于较浅的短波槽引起的,并且低层有西南急流存在,导致较强的垂直风切变。通过比较热力和动力物理量平均场的分布特征发现：在槽前形势下水汽条件都比较好,夏季整层大气可降水量平均在55mm以上,但出现龙卷时中低层的垂直风切变非常强,龙卷类0-1km垂直风切变大约是非龙卷类的3倍。由于存在较强的垂直风切变,龙卷类低层的风暴相对螺旋度也强于非龙卷类。从动力和热力条件综合来看,出现龙卷时的对流有效位能并不是很大,但能量螺旋度很大,即风暴相对螺旋度上差异更加明显。因此在预报槽前类龙卷天气时,应重点关注环境风场的垂直切变和风暴相对螺旋度。     

一次强冰雹过程的物理机制分析

从冰雹形成所需具备的三个条件入手,详细分析了2002年7月19日出现在郑州地区的强冰雹过程。结果表明：水汽条件、不稳定层结、外部抬升力等条件同时满足,易导致强对流性天气的产生;适宜的0℃层和-20℃层高度及大的环境风垂直切变有利于雹粒的增长;低空水平螺旋度和差动位温平流与此次强雹落区有较好的对应关系。     

联合钻孔资料及地形数据估算宝鸡地区vS30

将地形数据经过坡度计算,利用坡度与v_S30相关关系,计算宝鸡地区场地近似v_S30。为了得到接近实际的波速分布,借助宝鸡地区钻孔资料,研究选定区域内v_S30近似值与实测结果的差异,并对差异的空间变化趋势进行分析,在此基础上,对模型估算的v_S30进行修正,进而得到接近实际的v_S30分布,并给出基于NEHRP的宝鸡地区场地分类。     

考虑侧向变形的路堤沉降一维法计算修正系数研究

软土路基中三维固结效应以及路堤的应力重分布产生的水平推力,引起的侧向变形是不容忽视的。通过非线性有限元计算,分别给出了一般粘性土和软土的沉降修正系数式子,它们是在路堤高度及路基土体孔隙比之间直接建模的,主要适用于均质或近似均质的路基。实例计算表明：经过修正后,沉降一维计算结果基本上可考虑到土体的侧向变形,且修正后的沉降比较接近实测值,在工程上具有一定的参考价值。     

基于GNSS的川藏高原电离层活动特性分析

研究川藏高原地区的电离层活动特性,能够为本地区提供高精度导航定位和授时服务。本文基于欧洲轨道确定中心(CODE)2014—2019年的全球电离层格网(GIM)总电子含量(TEC)数据和太阳参数F_10.7的修正指数F_10.7p,利用时间序列分析、相关性分析以及快速傅里叶分析的方法,对川藏高原地区的电离层时空特性进行分析。实验结果表明：(1)川藏高原不同季节的TEC存在差异,尤其是在太阳活动高年时,体现了TEC的年度异常、半年度异常和冬季异常。(2)川藏高原的TEC主要周期表现为26.4、121.7、182.6、219.1、365.0 d,体现了TEC的27 d周期变化,半年变化,年变化。(3)受赤道异常影响,低纬度地区(30°N以下)的TEC较大。TEC在08:00:00—20:00:00相对较大,在20:00:00—08:00:00较小,这一特征在各经度处相同。     

风暴相对螺旋度的应用

引入了风暴相对螺旋度——SRH的概念。阐述了SRH的定义和物理意义，分析了2003-07-15大降水过程的演变。结果表明SRH作为一个预报强天气的参数具有实际意义。     

4颗卫星情况的几何优化法修正

在GPS定位与导航中,用户可以通过选择至少4颗可见卫星的观测,得到测站位置和站钟差信息,卫星相对于测站的几何关系直接影响到定位和导航的精度,考虑用4颗卫星进行定位,在当前有一定的现实意义,在KihaLra等人工作的基础上对四面体的性质进行了深入讨论,推导了4颗可见卫星构成四面体体积的计算公式,实例分析证明该计算公式更合理、更精确。     

风暴相对螺旋度与强对流天气类型的关系分析

对风暴相对螺旋度（SRH）的定义进行了介绍。通过对2007-2008年石家庄地区27次强对流天气过程进行了统计分析,找出短时暴雨、冰雹、大风任意组合时高、低层SRH的不同特征,得到不同天气现象的预报指标,并利用2009年的几次强对流天气过程进行了验证。结果表明：出现短时暴雨时,SRH_低经常连续较长时间为正值,但数值较小,SRH_高也是以正值为主;伴有冰雹或者大风时,SRH_低、SRH_高的差值迅速增大,SRH_高可达到100m²•s^-2或以上。     

两个不同季节台风引发广西特大暴雨的水汽和螺旋度对比分析

利用CMA热带气旋最佳路径数据、NCEP/NCAR再分析资料、广西区域自动气象站观测资料以及中国气象科学数据共享服务网提供的降水资料,对引发广西特大暴雨的深秋台风“海燕”(1330) 和盛夏台风“威马逊”(1409) 进行对比分析,结果表明:深秋季台风“海燕”特大暴雨中冷空气作用明显,而夏季台风“威马逊”则受西南季风影响较大。由于西南季风的作用,“威马逊”影响广西期间其水汽输送比“海燕”强,“海燕”则完全靠台风本身的水汽输送;而动力条件上,“海燕”则较“威马逊”强,表现为相对风暴螺旋度最大正值中心比“威马逊”大,同时广西上空的水汽辐合层厚度也比“威马逊”要厚得多。广西的降雨开始于东边界水汽输入达到最大值之后开始减小、南边界由水汽输出转为水汽输入且开始出现明显突增现象时,而最强降雨时段则发生在南边界水汽输入达到峰值的前后。相对风暴螺旋度正值中心与强降雨落区有很好的对应关系,并且有至少6 h的提前量,因此,相对风暴螺旋度在台风暴雨预报中可作为一个重要的参考因子。      

新一代天气雷达VIL产品修正方法初探

基于对VIL物理量产品的生成原理和特点的分析后认为:由于产品生成过程中只使用固定的Z-M关系,而实际的Z-M关系因季节和地域的不同变化很大,故VIL物理量产品数据很难与实际情况很好地符合,不宜在人工增雨作业指挥中作为定量数据指标来直接应用。据此,从理论上对如何修正天气雷达提供的VIL产品数据进行了探讨:通过引入“VIL修正函数”,可从理论上解决在考虑了某个具体的Z-M关系的条件下对VIL产品数据进行修正的问题;提出了对VIL物理量产品数据进行修正的修正表格法与修正曲线法,并以沈阳为例,对修正表格和修正曲线的制作及使用方法作了必要的解释。