基于圆锥指数与多尺度地形因子的车辆通行性研究——以西藏自治区为例

针对传统车辆通行研究中地形分析尺度单一且未考虑天气对野外通行性影响的问题,从宏观到微观多尺度地评估地形对车辆野外通行的影响,同时考虑恶劣天气环境造成的土壤承载能力差异,建立雨季条件下融合土壤和地形因子的车辆野外通行成本模型.在此基础上,利用常规的路径分析方式实现了恶劣天气环境下的最佳路径分析,并结合实地考察的行车路线进行精度验证.结果表明:与仅考虑单一坡度因子的传统判断方法相比,该模型精度提升了12%~39%,尤其是在地形复杂的区域,规划路径更加贴近实际行驶路线,可靠性和准确度明显提升,符合路径分析实际应用的需要.

不同尺度地形的SH波频率域响应特征研究

地形是影响实际地震记录的一个重要因素,理论计算已证明地形影响地震波的走时、能量、震相、波形等特征,同时地形也是产生尾波信号的重要原因.复杂且具有多尺度成分的地形对地震波传播的影响不仅与地震信号的频率有关,与其自身尺度成分也表现出强烈的依赖关系.本文利用局域离散波数法模拟计算了不同尺度地形SH波的频率响应,得到地形尺度与频率之间似共振的响应关系.这一关系可以更好地解释复杂地形对不同频率地震波传播的影响方式,同时可以指导数值模拟模型的构建,在关注的频率范围内合理取舍构造尺度成分,达到以最小的计算量得到最大的计算效益.

广东省年降水量分布及大尺度地形对其影响

通过对广东省1951—2018年期间86个雨量站降水量观测资料统计分析,广东省年降水量呈阶段性、不显著性、总体增加的趋势变化,而且各地区在不同时期的增长率不同,如中心城市的总体增长率约为全省的1.6倍。Pearson-Ⅲ型分布曲线和正态分布曲线对比分析表明,广东省年降水量地理分布的特征明显强于其时间分布特征(两种分布曲线的NS拟合度,在地理上分别为0.965和0.845;在时间上,年内分别为0.357和0.670,年际分别为0.582和0.547);年降水量区域分布、年内分布和年际分布的Cv值(分别为0.111,1.643和0.138)表明,广东省年降水量的季节变化,虽然时间长度上偏于对称(如每年雨、旱季的时间均约为6个月),但降水量值上差异明显,其峰谷比远超过其空间上和年际间的峰谷比。根据年降水量-区域累积面积分布曲线,广东省年降水区型与其大尺度地形相对应,包括:(1)粤东、粤西沿海、珠江三角洲等平原地区和中部清远丘陵区为多雨/富雨区,(2)中部清远丘陵区到粤北山区的交接地带及其向粤东、粤西两侧山区的延伸为平雨区,(3)粤东、粤西、粤北山区的背风区和雷州半岛地区为少雨/较少雨区;尤其从东雷州半岛、至粤西山区、至粤北山区前麓及到粤东武夷山山区前麓一带,年降水量与站点高程呈显著的对数关系,此处水汽趋于稳定并分层,形成了多雨区与少雨区的过渡带、分隔带。

中尺度地形对暴雨降水影响的数值模拟研究

利用PSU/NCAR的中尺度模式MM4就1991年7月2日江淮暴雨进行模拟研究,主要考察了中尺度地形对暴雨降水的影响。在模拟工作中,人为地将模式地形中长江中游的大别山地区及其紧邻地域的海拔高度降为50m以下,而并不改变大尺度环境的各要素场。数值试验结果表明,地形的改变使中尺度暴雨中心位置和强度发生了变化。但是局地地形的改变也只在有限区域内对局地中尺度降水系统产生影响。

江淮地区中尺度地形对一次梅雨锋暴雨的敏感性试验

利用美国俄克拉何马大学 (UniversityofOklahoma)风暴分析预报中心研制的ARPS模式对 1999后 6月 2 3～ 2 4日江淮地区的特大暴雨进行了地形敏感性试验 ,分析结果表明 :中尺度地形通过对动力场和水汽场的扰动对降水的落区和强度有重要影响 ,各个地形对降水的影响是不同的 ,同一个地形在不同时段对降水的影响也是不同的 ,地形和切变线的相对位置是造成这一影响的关键所在。

亚洲夏季风区中尺度地形降水结构及分布特征

采用高分辨率TRMM、AIRS卫星实测资料,从气候态的降水微物理过程角度分析了亚洲夏季风期间中尺度山脉对不同性质降水垂直结构和水平分布的影响。研究表明,中尺度山脉迎风、背风坡均以层云降水为主,层云降水强度在迎风坡强于背风坡;对流降水在迎风坡主要为浅对流,背风坡主要为深对流,对流降水强度在背风坡强于迎风坡。沿西南季风推进方向依次经过的中尺度山脉,其两侧发生降水像素个数、降水微物理特征等差异逐渐减小,其中,对流降水迎风坡向背风坡转变明显,而层云降水背风坡向迎风坡转变明显。大气稳定度与对流降水在迎风、背风坡的分布相一致。另外,对中尺度地形降水的研究为区域气候模式模拟高精度地形降水分布提供了实测依据。

卫星资料揭示的中尺度地形对南海夏季气候的影响

利用一组高分辨率的卫星观测资料,研究了中尺度地形,特别是中南半岛长山山脉对南海夏季区域气候的影响。分析表明,当夏季暖湿、不稳定的西南季风接近长山山脉时,由于地形的强迫抬升作用在山脉的迎风一侧形成强降水区,而在山脉的背风一侧、南海西部则形成无降水区或降水量相对较少的区域。另外,盛行的西南季风气流绕过长山山脉的南端,在越南东南沿海明显形成一支边界层低空急流。这支低空急流通过其引起的蒸发冷却和沿岸上翻流在其北侧形成一片冷海水区,该冷水区的形成反过来又对其上的热带对流活动产生影响。研究还表明,南海中部夏季降水分布呈现东多、西少东西向分布不均匀特征,而降水这种东西向分布不均匀形成可能与中南半岛上中尺度地形的作用有关,严重低估中尺度地形的影响可能是造成全球大气环流模式模拟南海季风夏季降水时存在严重误差的主要原因。

夜间稳定边界层中小尺度地形激发的形式阻力和波动阻力

通过求解含有摩擦耗散的线性化大气动力学方程组,得到了在夜间稳定大气边界层中小尺度地形产生的波动阻力和形式阻力的解析解.结果表明边界层中的稳定度、风速和湍流状态、边界层厚度、上部残余层中的稳定度和风速以及地形高度和坡度,都会影响波动阻力和形式阻力的大小,应在数值模式的参数化方案中给予考虑.分析还表明,当地形坡度减到一定程度时,形式阻力可以忽略不计.

缓慢移动性Rossby波与大尺度地形的近共振相互作用

通过考虑西风角动量 (基本气流的二阶修正 )对缓慢移动性Rossby波的反馈作用 ,建立起缓慢移动性Rossby波与大尺度地形近共振相互作用的理论模型 ,使用 4阶Runge -Kutta方法对该模型进行数值计算可以发现 ,缓慢移动性Rossby波与大尺度地形近共振相互作用 ,可以使缓慢移动性Rossby波和西风角动量产生 30～ 6 0d的低频振荡。在高纬度地区 (6 0 oN) ,30～ 6 0d低频振荡主要以缓慢西移的 1波为主 ;而在中纬度地区 30～ 6 0d低频振荡主要表现为 1～ 3波 ,其中 1波可以是缓慢东移的 ,也可以是缓慢西移的 ,而 2波主要表现为缓慢向西移动 ,3波为缓慢向东移动。

小尺度深凹地形大气边界层流场演变过程的非静力数值模拟研究

针对小尺度深凹地形的特点 ,建立了一个高分辨的、非静力的二维边界层模式 ,采用能量 ( E- ε)闭合方案 ,考虑了太阳短波辐射及其在地表面的不均匀分布 ,地 -气系统的长波辐射、潜热和感热输送 ,以及地表面与土壤层的热传导等物理过程 .利用该模式 。

基于计算流体力学技术的大尺度复杂地形山区风环境模拟——以石溪乡为例

我国的城市规划设计中常会涉及到"环境品质""绿色通廊""人居环境"等概念,这些都需要对风环境的研究及应用。本文基于CFD(计算流体力学)技术,以浙江省丽水市青田县石溪乡为研究对象,围绕近地表低空区域,模拟山区乡村区域的风速场,并对其风环境特征的规划设计展开相应的深入研究。研究结果表明:即使模拟区域的地形复杂、计算范围广,仍可通过分步计算控制法对大尺度模型进行CFD模拟分析,并给出合理的风场结构;不仅如此,在山区乡村规划设计中,人居活动区应尽量远离在山体附近,减小环境风回流区对人居安全带来的风险,进一步证明了山体对建筑表面风速分布的影响不容忽略。最后,本文认为"风环境"可作为山区乡村规划的一个评价指标,提供一定的定量分析及参考依据,为提高人居环境品质提供规划设计思路。

海滩近岸带中尺度地形动力过程研究进展

海滩近岸带中尺度地形动力过程是海岸海洋科学研究的重要研究内容之一。近20年来该领域发展较快,取得了一些重要的成果。对近岸带中尺度地形动力过程的碎波带地形与沙坝、冲流带地形与滩角、海滩风暴响应、观测技术手段等主要领域的进展进行了总结和评述,并对我国海滩研究提出要从加强观测手段和制定长期观测计划两方面来加强的建议。

中尺度地形扰动的非线性问题半解析解

将大气和海洋中f 平面上中尺度地形的扰动问题统一起来作为一个地球物理流体力学问题,应用涡度、能量和经圈动量守恒条件,将原来高度非线性方程变成一个二阶椭园型非线性方程,用数值模拟方法分析了大气中的过山运动和海洋中的沿岸上升流,给出了与观测接近的模拟结果以及运动过程对内部物理参数和外界条件的敏感性分析。所提方法可供进一步的动力学分析和数值研究参考。

中小尺度地形对降水影响研究

以2005~2011年岳阳市境内典型中小尺度地形条件下的加密气象站降水资料为基础,对比分析了不同时间尺度降水的型态与特征,并针对一次因短时强降水引发泥石流的中小尺度地形进行了深入探讨。结果表明:中小尺度地形对年、月平均降水量和降水日数产生显著影响,使降水量和降水日数增加。同样的天气气候背景下,极端降水往往出现在中小尺度地形涵盖的区域;中小尺度地形加剧降水强度,并使降水持续时间延长且在1 d的时间分布更加集中。案例分析表明,既受湖陆锋的影响又有迎风坡强迫的地区,更易产生短时极端降水。

中尺度地形对“98.7”鄂东特大暴雨的动力作用

用一个高分辨的 η坐标模式对 1998年 7月 2 1日鄂东沿江特大暴雨过程进行数值模拟 ,得到与实况相吻合的结果。通过敏感性试验和分析 ,研究了局地中尺度地形对这次暴雨过程的影响及其机理。结果表明 ,虽然地形对这次特大暴雨过程的基本面貌并未起到决定性的作用 ,但也有一些重要影响。大别山对边界层南风暖湿气流的阻挡使位于其迎风面上游的暴雨带有所加强。幕阜山对边界层水汽流入的拦截则使位于其背风面下游的暴雨带的初期发展减缓。到了暴雨盛期 ,由于暴雨带南侧有中尺度低空急流出现并正好位于幕阜山区 ,因地形而抬高的摩擦层内的Ekman风矢偏转直指暴雨区 ,加强了暴雨区水汽的辐合。由于强对流暴雨系统盛期近地层气流转为辐散 ,对暴雨维持起关键作用的辐合层升高 ,因此地形抬高的摩擦辐合恰好叠加其上使之增强 ,这可能是此次鄂东沿江特大暴雨过程持续时间长的一个重要原因。

中尺度地形对大气铅直运动和强降水的影响

本文概略地综述了关于地形（特别是中尺度地形）强迫在大气扰动的一些经典工作，它们都是由简化的理想情况引出的一些基本物理概念和原理，但这些知识有助于我们科学地去思考和解释那些更具体复杂的现象，文中还着重对地形扰动中的铅直运动作一些定性推论和讨论，因不它对强降水的触发，加强和持续有地接影响，此外还联系到长江流域的一些有关的观测现象和问题.

中尺度地形对湘西州强降水影响的研究

利用WRF-ARW 4.4版中尺度模式就2021年6月27日湘西自治州暴雨过程进行模拟研究,主要考察中尺度地形对暴雨范围、落区和中心强度的影响。在敏感性试验中,不改变大尺度环境的各要素场,将湘西州及紧邻区域的海拔高度降至200 m。数值试验的结果表明,中尺度地形的改变,使敏感性试验区域的暴雨中心的位置和强度都发生了变化,中尺度地形是形成中尺度扰动的一种外力,在对局地的地形进行“消除”后,带来中尺度扰动的外力也不再存在。

株洲市多尺度地形图智能化缩编系统设计与实现

各种比例尺地形信息数据是基础地理信息数据库建设的重要内容。为了适应信息化建设的发展,保障规划审批的方便快捷,制作各种比例尺地形图是现实的必然选择。据此,以株洲市1∶500基础地形图数据库缩编为1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶10000系列比例尺地形图为例,制定自适应规则库,利用数据库管理的基础地形图信息,按需输出相应比例尺地形图。此种基于空间数据库的智能化缩编方法为地形图缩编提供了一种新思路。

浙南地区小尺度地形变化对民用建筑风环境的影响研究

建筑风环境对建筑能耗及气态污染物扩散起到决定性作用.为了解浙南地区小尺度范围的地形变化对民用建筑风环境的影响,本文利用STAR-CCM+软件对温州地区几个工程项目的再现域范围、盛行风向和局部风向、风速、风压等方面进行了数值模拟分析.结论如下:附近的山体、坡地、谷地等小尺度地形变化对场地风环境的影响超过地区盛行风.风环境模拟应再现可能影响目标区域的地形变化.研究结论可为浙南地区民用建筑选址提供参考.

多尺度地形对武江流域“06.7”台风暴雨的影响

2006年7月第4号台风“碧丽斯”(Bilis)登陆期间,北江流域一级支流武江遭遇了历史罕见的特大暴雨,并形成有记录以来流域最大洪水。为此,基于地面降水数据和多普勒天气雷达数据,研究发现源自湖南南部的对流风暴越过分水岭后所形成的“列车效应”,是造成武江流域短时间内极端降水的主要原因。利用地理信息系统技术对该对流风暴活动规律的研究表明,武江流域的复杂地形造成对流风暴多次转向,极大延长了风暴在乐昌市境内的停留时间,加剧了局地的暴雨山洪。研究同时发现,位于骑田岭山区的黄岑水库与台风相互作用,可能增强了局地对流活动。研究结果揭示了中小尺度复杂地形对台风暴雨的影响,对于指导防范台风引发的次生灾害具有一定参考意义。