西北太平洋热带气旋强度和尺度协同变化特征

热带气旋强度和尺度是衡量其破坏性的重要指标。利用美国联合热带气旋警报中心(JTWC)最佳路径数据集和全球飓风强度统计预测计划(SHIPS)再分析数据集,对2004-2020年7-11月西北太平洋热带气旋的强度和尺度(26 m·s^(-1)大风平均半径)时空变化及协同变化特征统计分析发现,热带气旋强度与尺度在10月均达到峰值,主要表现为大而强且海上生命史长的热带气旋占比高于其他月份。热带气旋尺度伴随着强度增强(减弱)而增大(收缩),达到生命史最大尺度的时间平均滞后于最大强度时间40 h,且尺度快速膨胀及达到最大尺度的平均位置比发生快速增强和最大强度的位置更接近陆地。热带气旋初始尺度影响其最大尺度。71%大尺度涡旋在后期发展为大涡旋,其中发展为强热带气旋(不小于59 m·s^(-1))的占比为59%。热带气旋26 m·s^(-1)大风平均半径对后期尺度的影响可达66 h,说明尺度预报中不能忽略初始尺度的影响。热带气旋最大尺度增长率发生在中等强度条件下(25~50 m·s^(-1)),而最大强度增长率发生在中小尺度26 m·s^(-1)大风平均半径(50~100 km)范围。在高空辐散强、相对湿度高、海洋热含量大,且中等及较弱环境垂直风切变条件下,尺度更易向外扩展,甚至发生快速膨胀。

脉冲型地震动的潜在破坏能分析

为研究预估脉冲型地震动破坏性的方法,选取Northridge地震的3条脉冲型和3条非脉冲型地震记录(峰值加速度统一调整到200gal),对比了它们的V2时-频反应谱(V2TFRS)。根据V2TFRS定义"累计动能曲线",然后结合结构振型质量参与系数,提出了地震动"潜在破坏能(PDE)"的概念。通过PDE定量地预测所选地震记录对一12层RC框架结构的潜在破坏性,并通过弹塑性时程分析结果进行了验证。结果表明,V2时-频反应谱(V2TFRS)和累计动能曲线均可用来研究脉冲型地震动的动力特性。潜在破坏能(PDE)将所选地震动特性与所分析的结构特性结合起来,有效地反应地震动的工程特性,能够定量地预测地震动潜在破坏性大小。

基于强地震动记录的两次Ms7.0级地震破坏能力对比研究

设定震中距小于55 km,PGA大于等于50 gal为筛选条件,得到芦山地震和九寨沟地震符合条件的16条强地震动记录,提取每条记录的41种地震动强度参数和基于V^2时-频反应谱(TFRS)累计动能曲线。建立111种集中质量简化模型,以筛选得到的地震动记录为输入进行弹塑性时程分析,提取每一种结构集中质量处的最大层间位移角和最大楼层加速度峰值。以层间位移角限值为建筑物不同破坏状态参数,得出每条地震记录对111种建筑物的破坏情况。通过对比研究两次地震记录的41种地震动强度参数、基于V^2TFRS累计动能曲线和111种结构的破坏状态,定量阐述了九寨沟地震较芦山地震破坏能力小的原因,为科学分析九寨沟地震和芦山地震震害差异性提供了依据。