目前海面风场观测手段有限,基于全球导航卫星系统反射信号处理(global navigation satellite system reflection,GNSS-R)的天基观测为全球风场信息获取提供了全新的手段。GNSS-R海面风速探测技术具有全天时、全天候、低功耗、宽覆盖、...目前海面风场观测手段有限,基于全球导航卫星系统反射信号处理(global navigation satellite system reflection,GNSS-R)的天基观测为全球风场信息获取提供了全新的手段。GNSS-R海面风速探测技术具有全天时、全天候、低功耗、宽覆盖、多信号源、低成本等特点,日益获得了广泛的关注。由于GNSS系统设计之初的目标是面向全球用户提供基于无线电伪距测量的被动导航服务,并非设计为天基遥感辐射源,所以GNSS-R反射信号具有观测点离散、信号功率弱、信号处理算法运算量大等特点。以捕风一号卫星为研究对象,对GNSS-R信号处理算法和处理系统进行了研究。针对GNSS-R信号特点和星载实时处理需求和约束,提出在短时循环相关和旋转变换的基础上配合动态相位补偿技术在数据处理不失真的条件下将GNSS-R信号处理运算量减小到传统算法的1/8.99;同时设计了基于FPGA的反射信号处理系统,并完成地面及在轨试验。试验结果表明设计的GNSS-R信号处理系统和快速算法满足了卫星对实时5幅DDM处理的要求,DDM处理结果有效支撑了后续风场反演。展开更多
基于实测的风场特性研究是结构抗风中的基础性工作之一。脉动风速谱作为风场特性的主要参数之一,描述了风的能量在频率上的分布情况。Van der Hoven最先测得的包括宏观气象尺度峰值和微观气象尺度峰值的风速谱在风工程领域具有奠基性贡...基于实测的风场特性研究是结构抗风中的基础性工作之一。脉动风速谱作为风场特性的主要参数之一,描述了风的能量在频率上的分布情况。Van der Hoven最先测得的包括宏观气象尺度峰值和微观气象尺度峰值的风速谱在风工程领域具有奠基性贡献。由于早期采集设备精确性不高、计算分析水平不足,以及近年来城市化进程加快,城市地貌下全频率范围的风速谱有待进一步考查。该文采用2013年北京气象塔47 m、80 m和140 m高度处超声风速仪测得的风速数据,计算分析了反映宏观和微观气象尺度变化的全频率风速谱,并和Van der Hoven风速谱以及其他学者的实测谱进行了对比。结果表明:反映宏观气象尺度变化的低频风速谱除了在周期约为4天处存在峰值外,在周期约为1天(24小时)处的峰值非常明显,而在12小时周期处的峰值相对微弱;与宏观气象尺度峰值相比,高频微观气象尺度峰值较为微弱,且随高度增加,宏观气象尺度峰值逐渐增加,而微观气象尺度峰值相差不多。考虑到结构抗风设计时关注的是强风条件下的高频段风速谱,该文挑选平均风速大于8 m/s的风速样本,对其微观气象尺度风速谱进行了讨论,并和经典风速谱进行了对比,发现不同高度处的实测高频风速谱曲线相互吻合,且实测谱与Kaimal谱接近。展开更多
Based on observational analyses and on-site ground and aerial damage surveys, this work aims to reveal the weather phenomena--especially the wind situation--when Oriental Star capsized in the Yangtze River on June 1, ...Based on observational analyses and on-site ground and aerial damage surveys, this work aims to reveal the weather phenomena--especially the wind situation--when Oriental Star capsized in the Yangtze River on June 1, 2015. Results demonstrate that the cruise ship capsized when it encountered strong winds at speeds of at least 31 m s ^-1 near the apex of a bow echo embedded in a squall line. As suggested by the fallen trees within a 2-kin radius around the wreck location, such strong winds were likely caused by microburst straight-line wind and/or embedded small vortices, rather than tomadoes.展开更多
文摘目前海面风场观测手段有限,基于全球导航卫星系统反射信号处理(global navigation satellite system reflection,GNSS-R)的天基观测为全球风场信息获取提供了全新的手段。GNSS-R海面风速探测技术具有全天时、全天候、低功耗、宽覆盖、多信号源、低成本等特点,日益获得了广泛的关注。由于GNSS系统设计之初的目标是面向全球用户提供基于无线电伪距测量的被动导航服务,并非设计为天基遥感辐射源,所以GNSS-R反射信号具有观测点离散、信号功率弱、信号处理算法运算量大等特点。以捕风一号卫星为研究对象,对GNSS-R信号处理算法和处理系统进行了研究。针对GNSS-R信号特点和星载实时处理需求和约束,提出在短时循环相关和旋转变换的基础上配合动态相位补偿技术在数据处理不失真的条件下将GNSS-R信号处理运算量减小到传统算法的1/8.99;同时设计了基于FPGA的反射信号处理系统,并完成地面及在轨试验。试验结果表明设计的GNSS-R信号处理系统和快速算法满足了卫星对实时5幅DDM处理的要求,DDM处理结果有效支撑了后续风场反演。
文摘基于实测的风场特性研究是结构抗风中的基础性工作之一。脉动风速谱作为风场特性的主要参数之一,描述了风的能量在频率上的分布情况。Van der Hoven最先测得的包括宏观气象尺度峰值和微观气象尺度峰值的风速谱在风工程领域具有奠基性贡献。由于早期采集设备精确性不高、计算分析水平不足,以及近年来城市化进程加快,城市地貌下全频率范围的风速谱有待进一步考查。该文采用2013年北京气象塔47 m、80 m和140 m高度处超声风速仪测得的风速数据,计算分析了反映宏观和微观气象尺度变化的全频率风速谱,并和Van der Hoven风速谱以及其他学者的实测谱进行了对比。结果表明:反映宏观气象尺度变化的低频风速谱除了在周期约为4天处存在峰值外,在周期约为1天(24小时)处的峰值非常明显,而在12小时周期处的峰值相对微弱;与宏观气象尺度峰值相比,高频微观气象尺度峰值较为微弱,且随高度增加,宏观气象尺度峰值逐渐增加,而微观气象尺度峰值相差不多。考虑到结构抗风设计时关注的是强风条件下的高频段风速谱,该文挑选平均风速大于8 m/s的风速样本,对其微观气象尺度风速谱进行了讨论,并和经典风速谱进行了对比,发现不同高度处的实测高频风速谱曲线相互吻合,且实测谱与Kaimal谱接近。
基金the Ministry of Science and Technology of China (2013CB430104)he National Natural Science Foundation of China (41425018, 4141101075, and 41375048)
文摘Based on observational analyses and on-site ground and aerial damage surveys, this work aims to reveal the weather phenomena--especially the wind situation--when Oriental Star capsized in the Yangtze River on June 1, 2015. Results demonstrate that the cruise ship capsized when it encountered strong winds at speeds of at least 31 m s ^-1 near the apex of a bow echo embedded in a squall line. As suggested by the fallen trees within a 2-kin radius around the wreck location, such strong winds were likely caused by microburst straight-line wind and/or embedded small vortices, rather than tomadoes.