对流风暴大气不稳定机制研究的若干问题

大气不稳定是强对流天气发生的必要条件之一,具有复杂性。首先简要回顾了气块假设,给出了该假设的应用局限性,比如气块在对流风暴中的强上升运动必然会导致环境大气气压和涡度的变化等;然后梳理了大气的静力不稳定、对称不稳定以及其他多种类型不稳定的概念,重点总结了条件不稳定、湿绝对不稳定和条件对称不稳定的判据及其与对流风暴发生发展的关系,同时澄清了一些错误认识。判别条件不稳定最有效的方法是对气块作有限虚拟位移、使用对流有效位能(CAPE)来判别。CAPE和对流抑制能量的计算对抬升气块的温湿状况较为敏感,并需要进行虚温订正;最优CAPE值较地表CAPE具有更好的代表性。在强垂直风切变、低CAPE环境中,由于旋转导致的动力扰动气压梯度的加速作用对强对流风暴的发展至关重要;对流不稳定不一定对应于条件不稳定。条件对称不稳定的方便判别方法是使用饱和湿地转位势涡度,文中进一步总结了该不稳定所致的中尺度雨带特征。

美国气象学会第20届中尺度过程会议和第28届数值预报会议概述

精准天气预报的核心对象是中小尺度天气。强降水和强对流天气的精准预报是世界性难题。2023年美国气象学会第20届中尺度过程会议和第28届数值预报会议关注强对流天气等中尺度过程的精细机理研究、超高分辨率数值模拟、物理过程、资料同化技术、一体化模式系统等。提升该类天气的精准预报能力的科学基础是继续深入认识其物理规律和机制,核心是发展先进的精细数值天气预报模式、资料同化技术及其后处理技术等。

老年髋部骨折术后肺部感染的病原学及危险因素分析

目的探讨老年人群髋部骨折术后肺部感染的病原学及危险因素,为提高患者预后提供参考。方法回顾性分析阜阳市肿瘤医院2019年6月至2023年5月收治的152例年龄≥60岁老年髋部骨折患者的临床资料,所有患者的手术方式均为髋关节置换或内固定物植入术。以在院期间术后是否并发肺部感染为标准,分为感染组(n=43)与非感染组(n=109)。比较分析两组患者的临床资料。采用单因素及二分类logistic回归分析肺部感染的危险因素。结果老年髋部骨折术后肺部感染发生率28.29%(43/152)。肺部感染革兰阴性菌占69.56%(32/46),以铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌为主;革兰阳性菌占30.43%(14/46),以金黄色葡萄球菌为主。纳入年龄、性别、糖尿病、吸烟、慢阻肺呼吸疾病、骨折至手术时间、低蛋白血症等进行单因素分析,两组患者糖尿病、吸烟、慢阻肺呼吸疾病、骨折至手术时间、低蛋白血症等差异具有统计学意义(P<0.05);二分类logistic回归分析显示:糖尿病(OR=1.231,95%CI:1.143~2.234,P=0.005)、低蛋白血症(OR=2.124,95%CI:1.045~2.363,P=0.003)、慢阻肺呼吸疾病(OR=1.505,95%CI:1.521~3.210,P=0.003)为术后肺部感染的独立危险因素。结论老年髋部骨折术后肺部感染风险较高,感染病原菌以革兰阴性菌为主,以糖尿病、低蛋白血症与慢阻肺呼吸疾病为主要的危险因素。

京津及河北平原凌晨强降水形势和环境条件

北京、天津及河北平原大部(37°~41°N,115°~119.5°E)(简称BTH-P)为夏季强降水夜发性较突出的区域。基于2010—2021年国家级地面气象站逐小时降水数据和CFSR再分析数据集,对该区域6—8月42个凌晨时段强降水个例的天气形势进行了分类,统计了不同天气形势下强降水的环境物理量特征。结果表明:BTH-P区域凌晨强降水的天气形势可分为热带气旋类、低涡切变类、低槽冷锋类和副高边缘弱天气尺度强迫类,且低涡切变类凌晨强降水最为频发。统计不同类天气形势的降水环境物理量场特征分布发现,水汽条件都非常充沛,热带气旋类凌晨强降水水汽条件最优,其大气可降水量的中位数达72 mm;热带气旋类热力和不稳定能量条件不如其他类突出,对流有效位能、K指数均最小,而副高边缘弱天气尺度强迫类的上述指数显著强于其他3类;热带气旋类降水相比其他类降水凌晨低层的辐合更为明显、垂直涡度也更大,低涡切变和低槽冷锋类降水的0~6 km垂直风切变最大、850 hPa与500 hPa温差显著大于其他类,表明其对流层中低层具有更强的斜压性。总体来看,该区域凌晨时段强降水的主要天气形势为低涡切变、低槽冷锋和热带气旋,具有特别充沛的水汽条件、不太强的条件不稳定和中等偏弱的0~6 km垂直风切变环境条件等。

典型地层下TBM滚刀刀座系统振动特性实验研究

在全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)滚刀破岩过程中,强冲击载荷下产生的切削应力通过刀座系统传递至刀盘,引起刀座系统剧烈振动,造成螺栓松动断裂甚至滚刀掉落等严重的工程问题。为此,通过开展破岩实验来研究TBM滚刀刀座系统的振动特性。利用多功能刀具切削性能测试实验台开展TBM滚刀切削红砂岩和花岗岩的实验,并采集滚刀破岩过程中的三向载荷和刀轴振动加速度数据。通过对比分析红砂岩和花岗岩地层下滚刀破岩的载荷—时间历程曲线,得到破岩过程中滚刀刀座系统载荷的动态变化特性,以及不同地层下滚刀刀轴的振动响应特性。研究结果可为TBM滚刀刀座系统的减振设计提供理论依据。

融合物理理解与模糊逻辑的分类强对流客观短期预报系统:(2)表现评估

本文对分类强对流客观短期概率预报系统2022年6月13日强对流过程预报产品的表现进行分析,基于2022年的雷暴、短时强降水、雷暴大风及冰雹客观概率预报产品和可用的分类强对流监测实况资料,结合强对流预报业务中使用的空间检验方法和常用的确定性及概率性检验指标,对该短期预报系统提供的四类强对流天气客观概率预报产品进行了详细的性能评估。用于评估的预报资料是时段为2022年4月1日至9月30日每天08时(北京时)起报,96 h内逐12 h间隔的预报产品。预报个例分析显示,四类产品均可提前24 h指示需要关注的强对流天气区域。统计检验结果表明,短时强降水各方面性能最好,其次是雷暴,雷暴大风也有一定的可参考性。四类强对流天气预报产品均存在预报概率与实况频率相比偏高的过度预报问题。雷暴、短时强降水和雷暴大风预报产品均存在与预报覆盖时效有关的日变化。评估结果为预报模型和系统后续改进发展奠定了基础,为应用基于融合物理理解与模糊逻辑人工智能方法的分类强对流预报产品提供了有益参考。

东北冷涡背景下三类区域性强对流天气过程时空分布和环境特征对比分析

东北冷涡是造成中国暖季强对流的重要天气尺度系统之一。为对比东北冷涡与不同类型强对流过程的时空关系及其环境特征差异,基于欧洲中期天气预报中心第5代大气再分析数据和中国国家气象信息中心提供的逐时大风、降水观测资料,筛选了2017—2021年4—9月东北冷涡背景下9例雷暴大风型、9例强降水型以及8例混合型强对流天气过程,通过动态合成开展了分析研究。结果表明:(1)三类强天气过程相对于冷涡的时空分布差异明显:雷暴大风型过程,超过70%的雷暴大风出现在冷涡中心的西南部或南部;而混合型过程,超过70%的大风出现在冷涡中心的东南部或南部;混合型和强降水型过程中,短时强降水均主要出现在冷涡中心南部或东南部,但后者发生在冷涡东南部的比例更高;雷暴大风型和强降水型过程主要出现在东北冷涡的发展和成熟阶段,而混合型过程主要发生在东北冷涡的成熟阶段。(2)三类强天气过程的环流形势和环境条件差异显著。雷暴大风型过程多出现在5—6月,一般对应的东北冷涡更深厚,等温线更密集,大气环境偏干,存在气温垂直递减率大和强风垂直切变条件,雷暴大风多发生在冷涡南侧的锋区附近,对流层中、高层受干冷空气控制,叠加在低层比较浅薄的暖湿空气之上有利于大气层结条件不稳定的增强,降水粒子蒸发降温形成的下沉气流和地面冷池,叠加锋区辐合更有利于形成区域性地面强风;而强降水型过程多集中在7—8月,对应的东北冷涡强度较弱,等温线较稀疏,强降水一般出现在锋前靠近暖区一侧的强层结不稳定区域内,对应水汽充沛、整层暖湿的环境条件,中低层温差较小,风垂直切变较弱。混合型过程对应的月份和冷涡强度与强降水型过程更接近,水汽、高低层温差以及风垂直切变等环境条件介于上述两类过程之间,但下沉对流有效位能在三类过程中表现为最大。总体来看,相较于中国中、低海拔地区雷暴大风和短时强降水的环境特征而言,东北冷涡背景下的强天气过程对应更强的深层风垂直切变,具有更强的天气尺度动力强迫。

融合物理理解与模糊逻辑的分类强对流客观短期预报系统:(1)系统构成

提供准确的雷暴、短时强降水、雷暴大风和冰雹客观短期预报产品,对提高预报预警的预见期,及早采取有针对性的预防措施有重要意义。基于对四类强对流天气现象物理成因理解,给出了由国家气象中心牵头研发,融合模糊逻辑人工智能方法的分类强对流客观短期概率预报系统的流程框架和实现方法,详细介绍了该系统的结构特征,以及系统中用于雷暴、短时强降水、雷暴大风和冰雹四类强对流天气预报模型构建的关键预报因子、隶属度函数获取方法和权重因子配置等信息,并在此基础上探讨了物理理解与模糊逻辑人工智能相融合方法具有广泛适用性的本质,可以表征产生特定强对流天气现象的环境配置的多样性和复杂性。

探究纺织企业数字化转型的实施路径及价值分析

为加快推动纺织行业数字化转型升级,本研究以福建长源纺织有限公司为调研对象,采用实地走访与案例分析等方法,从企业转型规划、实施和效益等全流程,深入分析其数字化转型措施及转型成效。调研发现,以福建长源纺织为代表的纺纱企业正有条不紊地推进数字化转型,已取得较好成果。下一步,将继续加大数字化转型的投入,及时总结成功经验,为同行企业提供数字化转型参考路径和实践经验,以期全面提升纺织行业智能制造水平,为绿色可持续高质量发展注入新动能,为建设制造强国贡献纺织力量。

浅谈企业家修养与企业发展的内在关系

面对长源纺织经过磨练和奋斗而取得的成绩,作为公司董事长,我一度为之自豪。2013年到2014年在北大经济学院“后EMBA”课程学习,我深刻领会到从企业管理者到企业家的重生,不仅仅是产业资本和职务名位,更重要的是经营管理实践经验和理论知识的高度契合与升华;不仅仅是企业营业收入的多少及品牌价值的高低,更重要的是必须具备的格局、视野、胸怀和修为,具备能引领企业走向更大更广阔的发展舞台的能力。通过北大“后EMBA”围绕企业管理而设置的经济、哲学、国学、战略、人文、历史、宗教、形势和对外关系等类别共23门课程150课时的课堂学习和2年时间的教材自学,对我而言,可以说是企业家素质塑造和提升的蜕变过程。北大“后EMBA”结业后十年的企业经营管理,或者说北大“后EMBA”理论与企业管理实践相结合的十年,使我面对荣誉和成绩的时候,想的更多的是自己及企业的格局、视野、胸怀和修为。

基于低阶模型的含压力补偿比例阀控系统平稳控制

液压工程机械负载变化大、受到控制器计算性能限制,常导致运动控制出现强烈冲击和精度降低等问题,为此提出一种基于低阶模型的含压力补偿比例阀控系统平稳控制方法。首先,证明了含压力补偿比例阀控系统可近似为线性系统,提出一种低阶建模方法,利用分段线性随机系统作为原系统的全局近似,并定量给出分段线性随即系统的协方差矩阵;其次,在所提出的建模方法基础上,设计了稳态卡尔曼速度观测器,提出基于速度观测的双回路控制器,利用精确的观测速度与速度内环控制提高系统阻尼,达到抑制振荡的目的;最后,在盾构管片拼装机举重臂上开展实验验证,实验包括AMESim与Simulink联合仿真实验和PLC控制的实机应用实验。研究结果表明:所提出的低阶建模方法在常见阀参数下与精确模型的精度相对误差不超过3%,所提出的控制方法在低算力控制器上实现了阶跃位置目标轨迹的低冲击、高精度控制,显著增加了系统阻尼,获得了更平滑的速度曲线,减小了稳态误差,力冲击峰值减少21.6 kN,振幅降低约39%,具有较高的工程应用价值。

京津冀及周边一般性降水与短时强降水特征对比

京津冀及周边地区为我国北方强降水的多发区域。基于1966—2021年87个国家级气象站逐小时降水资料对比分析暖季5—9月一般性降水和短时强降水的空间分布及年际变化,并基于1980—2021年298个气象站分析日变化等特征。结果表明:京津冀及周边地区的渤海西侧平原区域存在短时强降水强度极端性显著区域。渤海西侧平原以外区域两类降水平均小时降水量、强度和降水时次百分比均呈增长趋势,但短时强降水的增幅更高,而渤海西侧平原区域趋势则均不明显。渤海西侧平原区域和渤海西侧平原以外区域的一般性降水平均小时降水量和降水时次百分比日变化幅度显著弱于短时强降水;7—9月渤海西侧平原区域降水夜发性更明显,且相比另一区域半峰持续时间多出约2 h。2005年后渤海西侧平原区域和渤海西侧平原以外区域短时强降水平均小时降水量和降水时次百分比下午时段均明显减弱,但午夜后至清晨明显增加。

华南前汛期珠江流域两类暖区飑线特征分析

利用2016—2019年4—6月雷达三维拼图资料,根据触发条件的差异,划分华南前汛期暖区飑线为锋面触发暖区发展(Ⅰ型暖区飑线)与暖区触发并发展(Ⅱ型暖区飑线)两类;在此基础上针对飑线造成短时强降水和雷暴大风的分布,对比了飑线发生时的大尺度环境条件和中尺度雷达回波特征。结果表明:Ⅰ型暖区飑线大多形成于平原地区,Ⅱ型暖区飑线大多生成于山脉迎风坡和海岸线;两类飑线发生时均伴有明显的短时强降水,易造成暴雨洪涝;Ⅰ型暖区飑线易产生区域性雷暴大风,Ⅱ型暖区飑线产生分散性雷暴大风;Ⅰ型暖区飑线生命史长,对流发展更旺盛,飑线移动速度快;Ⅱ型暖区飑线生命史短,飑线移动速度慢,回波强度弱于Ⅰ型暖区飑线;两类飑线都有较好的水汽条件和0~3 km低层风垂直切变条件,Ⅰ型暖区飑线发生时动力和热力条件更好。

三元锂离子电池中的异物金属颗粒研究

通过在三元体系锂离子电池中准确地植入Cu、不锈钢(SUS304)、Cr、Fe、Zn、Al颗粒,探究金属颗粒在锂电池内部的变化和差异。并对含金属颗粒锂电池长时间静置过程中的电压进行测量和分析,推测出金属颗粒可能引起电池自放电异常的临界尺寸。相对其他金属颗粒,Cu颗粒在更小的尺寸范围能够引起锂电池更高的异常自放电,需要重点关注。研究锂电池内部的金属颗粒对锂离子电池生产过程管控,评估锂离子电池性能稳定性以及应用安全性具有重要的指导意义。

Ingredients-based Methodology and Fuzzy Logic Combined Short-Duration Heavy Rainfall Short-Range Forecasting:An Improved Scheme

Short-duration heavy rainfall(SHR),as delineated by the National Meteorological Center of the China Me-teorological Administration,is characterized by hourly rainfall amounts no less than 20.0 mm.SHR is one of the most common convective weather phenomena that can cause severe damage.Short-range forecasting of SHR is an important part of operational severe weather prediction.In the present study,an improved objective SHR forecasting scheme was developed by adopting the ingredients-based methodology and using the fuzzy logic approach.The 1.0°×1.0°National Centers for Environmental Prediction(NCEP)final analysis data and the ordinary rainfall(0.1-19.9 mm h-1)and SHR observational data from 411 stations were used in the improved scheme.The best lifted index,the total precipitable water,the 925 hPa specific humidity(Q 925),and the 925 hPa divergence(DIV 925)were selected as predictors based on objective analysis.Continuously distributed membership functions of predictors were obtained based on relative frequency analysis.The weights of predictors were also objectively determined.Experiments with a typhoon SHR case and a spring SHR case show that the main possible areas could be captured by the improved scheme.Verification of SHR forecasts within 96 hours with NCEP global forecasts 1.0°×1.0°data initiated at 08:00 Beijing Time during the warm seasons in 2015 show the results were improved from both deterministic and probabilistic perspectives.This study provides an objectively feasible choice for short-range guidance forecasts of SHR.The scheme can be applied to other convective phenomena.

Windows下二维气象绘图软件——客观分析诊断图形系统

客观分析诊断图形系统是一款操作界面友好的二维气象绘图软件 ,它运行于微软Windows操作系统下 ,具有多种数据接口 ,能够绘制等值线、流线、矢量、多种投影地图及不规则数据分布图等多种图形。客观分析诊断图形系统还能够对气象地面、探空数据进行客观分析诊断 ,并能根据用户所选择气压层、变量由客观分析诊断的结果绘制相应图形。

南洋楹优良种源/家系选择的研究

以马来西亚和菲律宾引进的25个南洋楹Paraserianthes falcataria种源/家系为试验材料,并以早期引进的广东饶平次生种源作对照,在4个试验点进行测试.结果表明:各试验点多数种源/家系的树高、胸径和材积生长量大于对照,其中达较显著差异水平以上的种源有3个,家系有11个;部分种源/家系形质指标优于对照,达较显著差异水平以上的有6个家系.根据试验结果初步评选出生长和形质指标均显著优于对照的有马来西亚的一个家系(M4);形质指标中等、生长指标显著优于对照的有马来西亚的1个种源(M1)、菲律宾的1个种源(P10)及菲律宾的3个家系(P8、P4、P2);生长指标中等、形质指标显著优于对照的有菲律宾的一个家系(P7)和马来西亚的4个家系(M3、M7、M10、M11).

东南亚地区生物体燃烧影响华南地区对流层臭氧垂直分布的个例分析

20 0 1年 3月 7日与 8日在香港与昆明用电化学臭氧探空仪探测到了对流层低层异常的高浓度臭氧分布 .本文使用NCEP(美国环境预报中心 )分析资料、中尺度数值模式MM5模拟的大气环流数据、卫星观测的东南亚地区的生物体燃烧状况、气溶胶指数等资料 ,分析了这段时间的天气形势、大气环流、空气的后向轨迹以及生物体燃烧产生的烟尘的轨迹 ,结果发现高浓度的臭氧空气来源于有生物体燃烧的中南半岛地区 .

1993～1996黄海及其周边地区M_αCS的普查分析

使用日本GMS静止卫星红外云图普查了 1993～ 1996年夏季黄海及周边地区中 α尺度对流系统 (MαCS)的发生情况。结果表明 ,该地区是一个MαCS的多发区 ,并且MαCS的发生发展具有一定的间歇性。影响该地区的MαCS多数发源于大陆 ,但也有相当数量发源于海洋上 ,发源于朝鲜半岛的较少 ;有一半以上的MαCS在海洋之上消散 ;只有少数的MαCS对朝鲜半岛有影响。

2001年春季临安、昆明和香港臭氧垂直分布特征的对比分析

利用 2 0 0 1年 3月到 4月上旬在中国临安、昆明和香港特别行政区进行臭氧探测获得的资料 ,对这 3个地点的臭氧垂直分布特征进行了分析与对比 ,发现 3个地点的臭氧分布特征既有相同点 ,也有不同点。其主要不同点有 ,最大臭氧分压和所处高度不同 ;临安 10～ 16km高度的臭氧浓度远远大于昆明与香港 ;在对流层低层 ,香港有一特别突出的高臭氧浓度层 ,昆明次之 ;临安对流层的中上层没有像昆明和香港出现的臭氧低值区现象。根据NCEP分析资料给出的 2 0 0 1年 3月的背景大气环流特征表明不同的大气环流有不同的臭氧垂直分布特征 ,临安地区易受北方冷气团的影响 ,昆明和香港则受低纬度暖湿气团影响较大 ;对流层高层的副热带急流对 3个地点臭氧垂直分布也有不同的影响。