Laboratory Work in Secondary School Geography

Abstract

Determining the direction in which to face another location on the globe is a problem with significant social and religious meaning, and one with a rich and interesting history in the Western world. Yet a fully satisfying geographic solution to this problem is hindered by our intuitive perception of the world as a flat surface-where a “straight” path (1) is the shortest distance, and (2) maintains a constant angle. On a curved surface, however, only one of these two properties can be satisfied: the first, by a great circle; the second, by a rhumb line. These two solutions are analyzed, compared, and applied to the direction-facing problem.     

用于可重构机床控制系统的电力线通信技术

介绍了可重构机床对通信系统的要求,提出了一种基于宽带电力线通信（PLC,PowerLine Communication）技术的新型通信系统．通过对机床电力线的信道特性和噪声频谱的分析与测量,选定了通信系统的载波频率和带宽等参数．为了对抗电力线信道的多径效应,提高频谱利用率,实现可靠高效的数据传输,采用正交频分复用技术（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplex）作为调制解调方式．开发了PLC调制解调器,定义了物理层帧结构．最后以机床主轴伺服系统为例对该通信系统进行了实验验证．实验结果表明,该系统实现了有效数据传输率10Mbit／s,误比特率（BER,Bit Error Rate）小于10^-8的高效数据传输．     

GIS中线元的误差熵带研究

基于现有的线元位置不确定性模型大多与置信水平的选取有关,而置信水平的选取带有一定程度的主观性,因而不能惟一确定。引入信息熵理论,提出了线元的误差熵带模型,并将它与"E-带"进行了比较,计算了落入其内的概率。该模型根据联合熵惟一确定,与置信水平的选取无关。     

一次飑线过程多普勒雷达资料分析

利用济南CINRAD/SA多普勒雷达产品,针对2006年7月5日飑线天气过程,分析回波发展演变、流场结构,讨论外流边界、强下沉气流与大风的关系,分析组合反射率因子、垂直液态含水量、中气旋产品特征.结果发现,飑线过境时风速出现两个极大值,一个出现在外流边界影响时段,另一个发生在强回波下沉气流影响时段;在横槽南下过程中,飑线后部强入流不断补充,前侧暖湿气流沿着后部入流爬升,不断产生新的单体,使得风暴得以维持发展;在垂直流场结构上表现为前侧暖湿气流倾斜上升,然后主体部分向后倾斜,后部有冷空气注入,形成下沉气流,下沉气流在地面附近辐散,与前侧入流形成低层阵风锋,是造成地面破坏性大风的主要因素.在水平流场结构上表现为低层存在气流辐合上升运动,中层有气旋性旋转气流,风暴高层为辐散气流.飑线消散阶段后期中层出现MARC,带来大风天气,而同时伴有冰雹天气的风灾产生在飑线达到最强至开始减弱的时段.当回波强度≥50dBz,且垂直液态含水量≥35kg·m-2,当有中气旋时,有利于产生冰雹和大风天气;外流边界的出现,反映了强对流回波后部下沉气流较强,是灾害性大风的前兆.     

一次飑线过程的数值模拟及诊断分析

利用NCAR、NCEP和FSL/NOAA等共同研制的WRF中尺度数值模式,对2009年6月3日河南地区发生的一次飑线过程进行数值模拟,并利用模式输出的高分辨率资料对该次过程进行诊断分析。结果表明:WRF模式成功地再现了高低空环流形势演变及强对流的分布发展特征,高空冷涡后部冷空气南下,近地层较暖,形成了上冷下暖的位势不稳定层结及地面辐合线是这次强对流和飑线天气过程的触发机制。强对流发生时,该地区出现的低空增温增湿、低空急流的爆发及低层急流核向东南快传、高空急流轴稳定在强对流天气发生地上空,对流有效位能积累和释放随时间的演变过程及垂直螺旋度大值中心等对此次强对流天气过程有较好的指示意义。     

2009年7月17日唐山地区强降水成因分析

利用常规天气资料和NCEP/NCAR再分析资料,对2009年7月17日唐山地区暴雨天气过程进行分析。结果表明：强降水是暖湿空气向北输送与低层冷空气交汇引起的。降水前期,唐山地区中低层水汽强辐合为强降水准备了条件。冷空气从底层侵入,抬升暖湿气流,低层暖锋锋生使对流不稳定性增大,上升运动加强,降水量增大。强降水区存在低层辐合、高层辐散和斜升运动机制。850hPa湿位涡正压项MPV1＞0区域能较好地反映出冷空气活动特征,强降水出现在MPV1零线附近偏冷空气一侧。     

Effects of laser beam alignment tolerance on lidar accuracy

One of the major lidar error sources not yet analyzed in the literature is the tolerance of the laser beam alignment with respect to the scanning mirror. In this paper, the problem of quantifying these errors is solved for rotating polygon mirror type lidar systems. An arbitrary deviation of the beam from its design direction–the vector of beam misalignment–can be described by two independent parameters. We choose these as horizontal and vertical components of the misalignment vector in the body frame. Either component affects both, horizontal and vertical lidar accuracy. Horizontal lidar errors appear as scan line distortions—along and across track shifts, rotations and scaling. It is shown that the horizontal component of misalignment results in a scan line first being shifted across the track and then rotated around the vertical at the new center of the scan line. Resulting vertical lidar error, being a linear function of the scan angle, is similar to that produced by a roll bias. The vertical component of the beam misalignment causes scan line scaling and an along track shift. The corresponding vertical error is quadratic with respect to the scan angle. The magnitude of these effects is significant even at tight alignment tolerances and cannot be realistically accounted for in the conventional calibration model, which includes only range, attitude and GPS biases. Therefore, in order to attain better accuracy, this model must be expanded to include the beam misalignment parameters as well. Addition of new parameters into the model raises a question of whether they can be reliably solved for. To give a positive answer to this question, a calibration method must utilize not only ground control information, which is typically very limited, but also the relative accuracy information from the overlapping flight lines.     

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。     

副热带高压边缘连续两次强降水形成机制分析

利用常规观测资料、自动气象站加密观测资料、GPS/MET水汽监测资料、FY-2E卫星云图和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对副热带高压边缘山东南部连续两次强降水的形成机制进行分析。结果表明,两次强降水都是由副热带高压边缘500 hPa弱西风槽过境影响产生的,副热带高压主体加强西移,850～700 hPa有较强的西南急流。强降水产生在西南低空急流的前方、暖式切变线附近;西南低空急流加强北上强降水开始,急流减弱强降水结束。强降水区与CAPE的高值区、低层水汽通量高值舌、水汽辐合中心、暖平流中心有较好的对应关系。西南低空急流、GPS/MET水汽监测对强降水的短时预报有一定的指示性。对流云团TBB最低为-78～-62 ℃,各观测站对应最大小时雨量为40～90 mm。强降水期间,850 hPa及以下有中尺度涡旋发展,涡旋尺度小,气压场上表现很弱,流场上表现明显,有明显的气旋性环流中心,在925 hPa涡旋中心东南部的暖平流中心降水强度最大。第一次强降水的中尺度涡旋源地发展,稳定少动,在其东南部上升运动强且降水强度大;第二次强降水中,冷空气在低层从西北部侵入,形成气旋,向东北移动,强降水产生在冷锋前部的暖区中,对流不稳定能量高,降水强度大、范围大。     

极地海区等距离正圆柱投影平面上等角航线的展绘方法

墨卡托投影由于其纬度渐长的特性导致在极地海区投影存在严重的长度变形,无法在南北纬80°以外高纬度海区航海图中较好地应用。将长度变形程度明显低于墨卡托投影的等距离正圆柱投影作为极地海区的海图投影,研究了该投影平面中等角航线在极地海区的展绘方法。建立了等距离正圆柱投影平面上等角航线方程并对其曲率进行了分析,推导了绘制一般曲线形态的"以直代曲"公式;最后提出了一种可满足给定精度要求的等角航线展绘算法。实验结果表明:该算法简单易行,可在海图编绘规范规定的误差范围内,实现等角航线的精确展绘。