基于WAVEWATCH-Ⅲ模式的近10年南海波候统计分析

基于国际上较为先进的第三代海浪数值模式WAVEWATCH-Ⅲ,以QuikSCAT/NCEP混合风场为驱动场,得到南海1999年8月—2009年7月的海浪场,并据此对近10 a南海的波候特征进行分析。结果表明:(1)南海受季风影响显著,风场和浪场的对应关系在季风盛行季节明显好于季风过渡季节。(2)南海南部海域的浪场对海表风场的响应比南海北部海域更为显著,南海北部海域海表风场与浪场的相关系数月变化较明显。(3)1月南海5级以上大浪出现的频率较高,但没有出现8级以上的大浪;4月、7月、10月大浪基本只在南海北部、中部海域出现,7月和10月均有一定频数的8级以上大浪出现。(4)极值风速与极值波高的分布较为一致,大值区均集中在台湾以东、东沙群岛附近海域。

IAPⅢ模式中夏季风建立的流场能量强度指数分析

本文采用IAPⅢ模式输出的10模式年资料,计算了夏季风建立期间的流场能量强度指数(即变差度、相似度、场比幅、季风强度指数和突变度),主要结论有:利用相似度可客观确定模式中南海夏季风建立的预兆日期。在南海、南亚夏季风建立及江淮入梅前后,均出现全球变差度明显增大,此时大气环流的剧烈调整具有全球性。IAPⅢ模式中南海夏季风爆发要较实际偏晚10 d,强度也较实际弱。虽在模式中海表面温度取气候值,但南海夏季风建立的预兆日期仍各不相同,且季风强度指数有明显的呈两年周期的变化。模式中南海夏季风爆发在绝大多数年份仍属突变过程,这与实际情况大体相当。

基于知识生产模式Ⅲ的高校学科高质量发展研究

知识生产模式Ⅲ正在深刻影响学科发展样态。深入分析知识生产模式Ⅲ的特征及其对高校学科高质量发展的影响,进而探究顺应知识生产模式Ⅲ的高校学科高质量发展动力、逻辑与策略,具有重要现实意义。分析发现:知识生产模式Ⅲ给高校学科发出了在问题解决、多元融合、开放情境、共建共创共治中走向高质量发展的重要信号。但现实中,驱动高校学科高质量发展的政府推力、市场拉力、社会引力、学科内在动力之间仍然存在着逻辑冲突,需要遵循问题导向的知识统一逻辑、多维协同的知识创新逻辑、生态和谐的知识共生逻辑、开放发展的知识吸纳逻辑,形成推动高校学科高质量发展的驱动合力,并优化建设策略,从单一追求转向双重并重、从离散发展转向协同发展、从封闭发展转向开放发展、从碎片发展转向整体发展、从跟跑发展转向领跑发展,进而提升高校学科的服务力、合成力、包容力、综合力和引领力,有助于推动高校学科高质量发展。

WAVEWATCH-Ⅲ海浪模式中岛屿次网格效应的检验与比较

综合利用水深数据和高分辨率海岸线数据,在优化WAVEWATCH-Ⅲ模式计算网格的基础上,发展了波能通量穿透度系数自动计算方法,完善了岛屿次网格地形效应计算方案;并与直接提高网格空间分辨率来分辨多岛屿地形处理方案的计算效果进行对比研究。表明:岛屿次网格效应方案充分体现了海岸和多岛屿地形对海浪传播的影响,且主要是对低频海浪能量的抑制和阻碍作用,对模式计算结果有明显改善;在低分辨计算网格中考虑岛屿次网格效应时,模式对有效波高的计算精度与高分辨率网格的结果精度相当,且计算效率有显著提高。

试析知识生产模式Ⅲ对大学及学科制度的影响

知识生产模式Ⅲ是在知识生产模式Ⅱ基础上演变而来的、由"产业-大学-政府-公民社会"四螺旋动力机制模型推动的新型知识生产方式,相比原有模式对知识体系和社会发展具有杠杆平衡、公益性引导、元认知创新等作用。随着知识生产模式的创新和演化,大学向着创业型、公益性和智库方向发展,并重新获得核心地位。大学中的学科制度受新模式影响逐渐打破各传统学科之间的边界,新的学科形式"超学科"出现,大学中面向实际问题的综合研究中心慢慢崛起。

知识生产模式Ⅲ背景下国外三大一流学科战略联盟的建设及其启示

当今知识经济社会,强调适应性情境、社会公益性导向、非线性创新以及组织结构多维聚合性的知识生产模式Ⅲ的出现,要求学科建设不断创新学科知识生产方式。建立一流学科战略联盟是一流学科建设顺应知识生产模式Ⅲ的内在要求。学科实力雄厚的结构基因组学联盟、苏格兰信息学与计算机科学联盟和法学院全球联盟是知识生产模式Ⅲ背景下一流学科战略联盟建设的典范。通过对国外三大一流学科战略联盟的深入分析,探究联盟在管理体制、科学研究和知识生产等方面适应知识生产模式Ⅲ的创新举措。我国应借鉴国外一流学科战略联盟的实践经验,从建设理念、运行机制和战略行动等方面回应知识生产模式Ⅲ对一流学科战略联盟建设提出的要求与挑战,以加快一流学科的建设进程。

基于知识生产模式Ⅲ的教育硕士实践能力培养路径——以S大学教育硕士“3+1”校地联合培养模式为例

基于知识生产模式Ⅲ理论,研究认为S大学教育硕士“3+1”校地联合培养模式应从公共利益的视角重塑教育硕士培养目标,采用“U-G-T-S”多机构协同培养模式,完善实践创新网络和知识集群,加强社会公众参与监督和评价机制,在独立与合作中促进知识生产资源的形成、分配和应用。培育不同形态的非线性协同创新网络和知识集群,实现知识创新资源动态优化整合,以此提高教育硕士综合实践能力的培养质量。

WAVEWATCHⅢ不同海冰源项的海浪模拟效果对比

为了验证第三代海浪模式WAVEWATCHⅢV5.16中不同海冰损耗源项在秋季波弗特海对海冰存在下海浪的模拟能力,建立自波弗特海至马更些河河口的两级嵌套海浪模型,对2014年8月1日至9月31日该海域北极风暴作用下的暴风浪有效波高进行模拟研究,并利用浮标实测数据对模拟结果进行对比分析。结果表明,在应用于大范围海域、缺乏海冰有效剪切模量、黏性系数等属性参数的前提下,离海冰较近、海浪能量受海冰控制作用较为明显的区域,各海冰源项中IC1源项表现最好,能够表现出更加符合波弗特海海域特定的冰情、冰况的能量耗散特征。

教育学知识生产模式的转型与问题

基于当前的三种知识生产模式并结合教育学的学科特性来看,教育学知识生产模式是处于模式Ⅰ、模式Ⅱ与模式Ⅲ之间的一种综合状态,主要表现为对知识本质理解的转变、知识生产中的异质性和情境性、社会问责机制的加强等特征。同时,教育学知识生产面临着知识的低水平重复、知识生产中的多重评价、"跨学科"研究的冲击等问题。

知识生产模式Ⅲ视野下专业博士教育治理的进程与走向

知识生产从模式Ⅰ向模式Ⅱ到模式Ⅲ转型过程中,专业博士教育模式历经囿于学科、服务需求和走向共生的嬗变,趋于学术性、职业性与场域性的融合。知识生产模式Ⅲ视野下的专业博士教育治理从工具导向的功能治理走向生态指向的场域治理,表征为治理目的从知识创新到行动开端、治理内容从知识经济到知识民主、治理方式从三螺旋到五螺旋、治理评价从问责到负责。专业博士教育治理应以世界为中心,创设一种联合生活和共同交流经验的行动场域,让专业博士通过五螺旋在场域中行动,在行动中成人成己。

基于模式嵌套的近海海浪数值模拟试验

目前采用的几种能量平衡方程的第三代海浪预报模式中,WAVEWATCH-Ⅲ主要用于分辨力低的计算网格下进行大范围海区的模拟,SWAN模式则能对目标海域进行较为细致的模拟。本文结合这两种模式的优点,利用舟山海域的地形资料、合成海面风场及海浪探测资料,用试验的方法验证了WAVEWATCH-III和SWAN的嵌套方案模拟中国近海海浪过程和舟山海域的台风浪过程的能力。

中国机动车排放清单的建立

以中国2002年各省统计年鉴中关于机动车及道路信息的数据为基础,并根据COPERTⅢ模型计算出的2002年中国各省区各种机动车类型在城区、郊区和高速公路3种行驶工况下的排放因子,应用GIS技术建立了40km×40km的高空间分辨率的中国机动车排放源清单.结果表明,2002年中国机动车排放CO、NOx、NMVOC和PM10的排放总量分别为2 815×104、305×104、461×104和111×104t,主要来源于摩托车和汽油小客车的排放.污染物排放量的空间分布显示出其排放集中于经济发达地区,10.8%、2.2%、9.7%和5.3%的国土面积分别排放了84%的CO、55%的NMVOC、48%的NOx和48%的颗粒物,并呈现出东部高于西部、沿海高于内地的趋势,其中长江三角洲、珠江三角洲和京津地区的排放相对较强.

1957～2002年南海—北印度洋海浪场波候特征分析

利用ERA-40海表10 m风场驱动第三代海浪数值模式WAVEWATCH-Ⅲ,得到南海—北印度洋1957年9月至2002年8月的海浪场,并分析其波候(风候)特征.研究发现如下主要特征:(1)该海域的波高波向、风速风向受季风影响显著;(2)北印度洋大部分海域的海表风速呈显著性逐年线性递增趋势,大约0.01～0.02 m/(s·a),南海线性递增的区域则较少,有效波高呈显著性逐年线性递增的区域主要集中在低纬度中东印度洋(约0.003～0.006 m/a)、索马里附近海域(大约0.002～0.005 m/a)、南海大部分海域(约0.002～0.004 m/a),线性递减的区域主要集中在孟加拉湾海域(约-0.002 m/a);(3)Nino3指数与南海—北印度洋的海表风场、浪场存在密切的关系;(4)南海—北印度洋的海表风速与有效波高存在5.2a左右的共同周期,南海的海表风速、有效波高还存在2.0a左右的共同周期,北印度洋的海表风速、有效波高还存在26.0a的长周期震荡.

南海海浪业务化数值预报系统检验

为检验南海海浪业务化数值预报系统的预报效果,利用2010年和2011年3—11月的观测资料,通过计算预报值和观测值的绝对误差、相对误差等统计参数和线性回归分析对南海海浪业务化数值预报系统进行检验。统计结果显示有效波高和平均周期的预报误差24 h<48 h<72 h,有效波高的24 h、48 h、72 h预报平均绝对误差小于0.5 m,平均周期的24 h、48 h、72 h预报平均绝对误差小于0.8 s;预报误差有明显的季节变化,10月和11月的预报误差显著小于其它各月;回归分析结果显示预报值与观测值存在中度高度线性相关关系,随着预报时效的增长相关度逐渐递减,预报值较观测值偏大。总体来说,该系统的预报误差在可接受的范围之内,满足业务化预报的要求,但与欧洲气象中心等发达国家的预报系统比较来看,该系统还存在较大差距。

全球海浪数值预报业务化试验

本文应用WAVEWATCHⅢ海浪模式,进行全球海浪数值预报试验,通过同期TOPEX/Poseidon卫星观测有效波高的检验,获得令人满意的结果。在模式移植时采用多种优化处理,有效地节约了机时,为我国的全球海浪数值预报业务化打下基础。

0414号“云娜”台风浪数值试验

利用美国NOAA／NCEP开发的海浪数值模式WAVEWATCH Ⅲ。以每天4次的NOAA／NCEP再分析风场资料为输入，模拟了2004年8月8-12日西北太平洋海域的0414号“云娜”台风引起的海浪。通过分析TOPEX／Poseidon（以下简称T／P）高度计的星下轨迹浪观测资料和WAVEWATCHⅢ模式后报的有效波高大小，可以看出模式能够较好地模拟台风浪。

基于海浪谱分解与重构的资料同化试验

针对有效波高资料提出一种海浪谱分解与重构的资料同化方案:利用历史时段内的有效波高观测资料和模式计算波高场,采用最优插值方法得到分析波高场;在WAVEWATCH-Ⅲ模式的波浪能量密度谱和有效波高分析值之间引入一个变异系数矩阵,描述模式的误差,以此为状态向量构建卡尔曼滤波系统,对分解过的海浪谱进行修正和重构,得到同化后的海浪谱初始场。利用美国阿拉斯加湾北部海域的7个浮标站进行同化和72h预报试验,对连续1个月的预报结果进行统计表明:采用该同化方案后24h预报结果的有效波高均方根误差比未同化的结果降低了0.13m;同化方案对预报效果的影响可持续36h左右,随着预报时效延长,同化的效果减弱。

神经网络方法对海浪有效波高数值模拟的改进

结合东北太平洋浮标资料,使用神经网络模型对WAVEWATCHⅢ海浪模式模拟的有效波高进行训练模拟,并与增加风场作为输入项的神经网络模型作了对比分析。通过分析浮标观测资料、WAVEWATCHⅢ数值模式和神经网络模拟的海浪有效波高大小,可以看出使用神经网络结合数值模式能够较好地提高有效波高的模拟精度。

台风浪对掠海飞行器击水概率的影响

利用CCMP风场驱动目前国际先进的第3代海浪模式WW3,对发生在中国海的台风浪进行数值模拟,在国内首次利用来自日本、韩国的海浪观测资料,对模拟数据的有效性进行检验,并分析台风浪对掠海飞行器击水概率的影响,为提高导弹等掠海飞行器的生存和突防能力提供参考。研究发现:(1)模拟的海浪数据与观测数据具有较好的一致性,WW3模式较好地刻画了发生在中国近海的台风浪过程;(2)击水概率的大小因飞行高度呈现较大差异;(3)通过对3个转向型台风的分析发现,台风西行时,击水概率的大值区主要分布于第1、第4象限,北上时,击水概率的大值区主要分布于第1、第2象限,东北行时,击水概率的大值区主要分布于第1象限;(4)台风西行、北上时,台风中心位于击水概率大值区的南部,东北行时,台风中心位于击水概率大值区的西部。

知识生产模式Ⅲ促进超学科快速发展的特征研究

知识生产模式Ⅲ依据模式Ⅰ和ⅠⅠ的逻辑演变而来,主要应对当下全球化和本土化的冲突情境,以维护社会公共利益为目标,突出四螺旋动力机制、知识集群、创新网络、分形创新生态系统为核心组织形式,强调知识内部结构的多维聚合。超学科以复杂实际问题为研究支点,以多维度、多形态、多主体的流动性组织结构为特征,以问题域引导基础科学、应用科学知识的网状聚合,超越原有科学范式和学科边界,由政府、学术界、产业界、公民社会共同参与组成研究共同体。模式Ⅲ与超学科存在映射关系,模式Ⅲ从知识体系、研究目标、研究群体、发展模式四个方面促进超学科发展。以土地复垦领域为例,模式Ⅲ正促进土地复垦方向研究朝着超学科模式快速发展。