电子信息系统雷灾风险评估方法

灾害是一种风险,防治灾害就是管理并降低或者消除风险。需要正确认识和评估风险,对于雷电灾害来说就是开展雷电灾害风险评估,进而实施合理的雷电防护。因此,雷击风险评估是防雷设计工作之前的最重要的环节,为了全面、具体实施全方位的雷电防护提供客观、准确、科学的依据,本文针对电子信息系统雷电灾害的特点,在详细分析各种灾害成因的基础上,通过理论计算,提出了对雷电灾害进行风险评估的方法。

2005年南京市PM_(10)浓度时间序列分析

根据南京市2005年的PM10日均浓度和气象观测资料,利用Matlab小波分析工具,对PM10浓度的年时间序列进行分析,得出了该地区PM10日均浓度的变化规律:2—5月较大,6—9月较小,10—12月较大;并且全年共有5个突变点。结合HYSPLIT-4污染扩散模式,对污染源进行追踪,结果表明:造成南京市大气污染主要有局地污染物的排放和外来污染物的输送两种类型;在垂直方向上,污染物的长距离输送一直稳定在低层。

基于IEC 62305-2的雷电灾害风险管理系统设计

介绍了一种基于国际标准IEC62305-2雷击灾害风险评估方法的雷击灾害风险管理系统的功能和结构。系统基于基础数据库,实现雷电灾害信息的检索与查询、数据统计以及输出,可为防灾减灾提供依据。整个系统主要由评价分析模块、基础数据库模块、决策支持模块和输出模块等组成。风险评估分析模块具有雷灾风险识别、风险评价、风险等级划分功能。决策支持模块能够快速、准确提供雷电灾害的评价结果,提出灾害防护措施,计算灾害补偿的范围和数额,以及对防灾工程和拟建防灾工程进行评价。

ENSO对IOD与中国夏季降水关系的影响

利用1950～1999年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和中国160站降水资料,通过讨论印度洋偶极子(IOD)独立发生时及IOD与ENSO联合发生时中国夏季降水的差异,研究了ENSO对IOD与中国夏季降水关系的影响。IOD独立发生时,其正位相年以湖南为中心的华南地区夏季降水偏多;IOD与ENSO联合发生时,正位相年河套、华北地区夏季降水偏少,东南沿海地区降水偏多。ENSO对IOD与中国夏季降水关系的影响主要表现为:在华南西部、江淮流域、河套及华北地区起抵消作用,而在东南沿海地区起协同作用。还从环流场角度分析了ENSO对IOD与中国夏季降水关系影响的初步成因。

北方黑云杉林冠内空气CO_2浓度及其上方通量模拟

考虑植物阴叶和阳叶对环境的反应、植物叶片丛聚特性以及叶片氮素水平的垂直差异,建立了黑云杉林与大气之间物质输送和能量交换的一维完全多层模式。模式中对阳叶和阴叶的叶面积指数借用Chen J M等提出的方法,并经过修改以适用于多层模拟。叶水平的光合作用c运用Farq uhar方程并与CO2传导方程联列获得。模式验证的资料取自BOREAS(Boreal Ecosystem-fAtmosphere Study)研究计划中加拿大Saskatchewan的南试验区,属于温带气候。通过对冠o层上方的显热、感热和CO2通量、以及植物光合作用、蒸腾作用和气孔传导等生理作用t过程的实测值进行了计算结果的验证,结果表明:计算的显热通量比实测值偏低,潜热通量则略高于实测值,而CO2通量只有在较高水平时偏高,3个通量的计算值与实测值比较接近,R2分别为0.71,0.78和0.65,取得了较好的效果。气孔导度、光合作用和蒸腾作用的模拟结果表明,三者的实测与模拟值之间的R2分别达到0.57,0.69和0.66,均通过0.01显著度检验,且无显著的系统偏差。因此,可以认为在多层模拟中充分考虑叶片不同受光状况,不同氮素水平以及叶片丛聚特性的影响有助于更好地研究植被与大气的交换过程。

2002年北京PM_(10)时间序列及其成因分析

以北京2002年的ρ(PM10)日平均值和气象要素观测资料为例,根据小波分析的原理,利用Matlab小波分析工具,对逐日ρ(PM10)时间序列进行分解和重构,分析了该地区ρ(PM10)的年变化规律和突变特征.结果表明:2002年北京PM10污染季节性变化强,春季最严重,冬季次之,夏、秋季节较好;全年共有4个突变点,均出现在沙尘暴或强沙尘暴期间,并指出沙尘天气是北京ρ(PM10)发生突变的主要影响因素.在此基础上,根据形成原因及气象资料分析,将2002年PM10重污染天气过程分为沙尘型和排放累积型2类,并阐述了形成各类PM10重污染天气的气象原因.

长江中下游夏季旱涝并存及其异常年海气特征分析

利用国家气候中心提供的1957~2000年中国720站夏季(5~8月)逐日降水资料,对长江中下游地区夏季旱涝并存现象进行研究,并定义了一个季时间尺度的旱涝并存指数(IDFC),再结合NCEP/NCAR的500 hPa高度场、850 hPa风场等再分析资料以及Reynolds海温资料,对该地区旱涝并存异常年的海气背景特征进行了统计分析。结果表明:近50年长江中下游夏季旱涝并存异常的发生频率呈现上升趋势;夏季旱涝并存异常年,西太平洋副高空间活动范围较大,同期东亚夏季风偏弱;在其前期6个月中,阿拉伯海、孟加拉湾和中国南海海温显著偏高,另外赤道东太平洋海温呈现上升趋势,对应着El Ni^no的成熟阶段或发展阶段。所有这些为长江中下游夏季旱涝并存现象的预测,提供了有参考意义的前兆信号。

江南春雨形成机制的数值模拟

利用美国夏威夷大学国际太平洋研究中心的区域气候模式(IPRC-RegCM)进行了一系列的数值试验,研究了青藏高原大地形和海陆热力差异对江南春雨的影响。在控制试验中,模式较好地模拟了3～4月江南春雨雨带及低层大气环流特征,由于受高原绕流作用产生的西南气流和西太平洋反气旋环流西北侧的西南气流的共同影响,在我国的江南地区形成大范围的降水雨带,即江南春雨。当在模式中去除青藏高原大地形后,高原东南侧的西南气流显著减弱,江南春雨雨带强度明显减弱,但由于受到西太平洋反气旋西北侧弱西南气流的影响,我国江南地区仍然维持一个较大的降水雨带。在模式中人为地将110°E以东,20°～35°N纬度带的海洋设置为陆地,即人为地减少海陆热力差异后,模式模拟的江南春雨明显减少。在模式的另一组试验中将海温提前61天,即人为地将海陆热力差异季节转换推迟,模式模拟的江南春雨雨带强度也明显减弱。以上模式模拟结果表明,我国江南春雨的形成不仅与青藏高原大地形有关,而且与东西向海陆热力差异有关。

斜压大气中台风涡旋自组织的研究

文中利用MM5(V3),实施了8个数值试验,对斜压大气中台风涡旋自组织的问题进行了初步研究。结果表明:(1)在试验1中,没有引进一个半径为80km的小涡旋,两个初始分离的半径为500km的轴对称涡旋,一边互旋,一边相互排斥,两个涡旋中心之间的距离不断加大,致使双涡最终分离。(2)在试验2中引进了一个半径为80km的小涡旋,其他条件同试验1,两个初始分离的轴对称涡旋一边互旋,一边相互逼近,经自组织形成了一个由内区和螺旋带组成的类似于台风环流的较大尺度的涡旋。这个结果支持周秀骥在十多年前提出的重要观点,也支持以往在正压框架内的同类研究结果。(3)试验3—8为在前两个试验的基础上取不同初始涡旋参数的敏感性试验,其中,试验3和4为引入小涡旋不同初始位置对台风涡旋自组织的影响,试验5和6为不同初始轴对称双涡间距对台风涡旋自组织的影响,试验7和8反映了不同初始轴对称双涡强度对台风涡旋自组织的作用。它表明对涡旋自组织过程影响最大的涡旋初始参数是涡旋之间的距离,其与正压模式中的结果是类似的。

中国区域探空资料与再分析资料风速场的对比分析

利用中国高空探空资料和NCEP/NCAR、ERA以及MERRA三种再分析资料,讨论了再分析资料风速场在中国区域的适用性问题。结果表明:在中国区域的年平均场上,高空风速在我国对流层高层和中层均存在长期减弱的趋势,在我国东部和南部地区的对流层低层也存在减弱趋势,ERA-interim资料和MERRA资料适用性相对较好。再分析资料风速在多年年平均场上普遍小于探空风速。在对流层高层,1980年代至1990年代ERA-interim资料适用性好,而21世纪以后,NCEP/NCAR的适用性较好;在对流层中层和低层,NCEP/NCAR资料适用性较好。在中国区域的季节平均场上,高空风速在冬季的对流层高层和中层中普遍存在增加的趋势,而在春季、夏季和秋季的对流层高层和中层存在减小的趋势。探空资料与再分析资料在冬季偏差最小,在夏季偏差最大。在对流层中层和低层,NCEP/NCAR资料和MERRA资料在冬季的可信度相对较好,MERRA资料在夏季的可信度相对较好;在对流层高层和平流层低层,ERA-interim资料和MERRA资料在四季中的可信度都相对较好。

东亚副热带夏季风环流指数及其与中国气候的关系

采用大气环流正、斜压分解方法,从东亚副热带夏季风为正、斜压混合型季风观点出发,定义并计算了1958-1997年东亚副热带夏季风环流指数。该环流指数与1961-1995年中国160站夏季降水、气温的相关分析表明,它与中国东部夏季降水和气温的关系密切:强季风年,以河套地区为中心的黄河流域及华北地区多雨,长江流域少雨,华南和东南沿海多雨,以长江流域为中心的全国绝大部分地区气温偏高。弱季风年情况相反。此外,还将该环流指数与目前常用的4种东亚夏季风指数进行了对比分析。

华北一次强对流暴雨的湿位涡诊断分析

应用常规地面观测资料、区域加密站降水资料、NCEP再分析资料(水平分辨率为1°×1°,时间间隔为6 h),对2009年6月8日发生在华北的一次强对流暴雨过程的湿位涡场进行了诊断分析。结果表明:湿位涡的分布对强对流暴雨的发生、落区有较强的指示性作用,MPV1"正负值区垂直叠加"的配置是强对流暴雨发生、发展的有利形势。暴雨出现在850 hPa上MPV、MPV1、MPV2正负值过渡带附近,是对流不稳定与斜压不稳定相结合的地区。θse等值线接近垂直的地区有利于垂直涡度的增长,亦有利于强降水发生。

两次飑线过程中短时强降水和冰雹强度差异及成因分析

利用常规观测资料、雷达反射率资料和NCEP／NCAR提供的FNL再分析资料，结合中尺度非静力模式（WRF）的模拟结果，分析了2009年6月3—6日两次飑线过程的环境背景、移动路径以及短时强降水和冰雹强度的差异及其产生的原因。结果表明：移动路径的差异主要由500hPa以下引导气流不同造成。数值模拟和水汽试验得出，两次过程在垂直方向的水汽条件存在明显差异可能是短时强降水及冰雹强度不同的主要原因。700～850hPa水汽的多少对霰（雹）比含水量的大小非常敏感，这一区域的水汽增多，则霰（雹）比含水量明显增加，反之，有明显减少。

杭州湾城市群热岛时空特征分析

利用1970-2006年的常规气象站温度观测数据和Landsat-5TM影像,选取杭州湾三个地区具有代表性的城市站和乡村站,根据亮度温度计算模型反演三个研究区域的亮度温度,研究杭州湾地区城市热岛效应37年来时间演变特征和空间分布特征。结果表明:(1)杭州湾地区城市热岛效应37年来显著增强,热岛强度以0.13℃/10年的速率加剧,热岛强度在2001年最强。分析三个地区1970-2006年的热岛强度时间演变,杭州地区最强、绍兴地区次之、宁波地区最弱;(2)杭州地区、绍兴地区、宁波地区热岛强度与人口的关系模型,显示相关系数分别为0.8695、0.8366、0.9287,表明城市热岛强度变化与城市人口变化呈线性正相关关系;(3)三个地区城市热岛强度的空间特征表明,绍兴地区的热岛强度明显强于其他两个地区,杭州地区次之,宁波地区最弱。

基于遥感的绍兴市热岛效应研究

利用LandsatTM影像,根据亮温计算公式,由灰度数据反演绍兴城区亮温;并对反演结果进行处理得到城区热岛图。热岛特点表现为绍兴城区整体上呈一热岛分布区,形成岛屿状的高温区域,高温中心集中于城区。由于绍兴市广泛的水域分布,对城市热岛影响明显,表现出高温区域与低值区域交错分布,说明城市水域能有效地降低地表温度和缓解城市热岛。将热岛图与绍兴市地图结合,发现绍兴市城市热岛面积随着城市的发展而扩大,但强度没有明显的改变。

探空温度测量太阳辐射误差的流体动力学分析

针对太阳辐射加热导致的误差限制了温度的准确度,提出了一种新的太阳辐射加热误差修正方法——数值分析法。通过计算流体动力学CFD软件对探空温度传感器进行了地面到32km高空不同气压条件下的热数值模拟分析。在分析中考虑探空温度传感器的外部热环境情况,施加对流-太阳辐射耦合热边界条件,建立了探空温度传感器的热分析模型,并引入了表面涂层反射率和电阻体尺寸两个影响参数。分析数值仿真结果表明,海拔与太阳辐射加热误差之间并非简单的线性关系,而是随着海拔的增加斜率不断增大的曲线关系。现在业务使用的温度传感器表面涂层反射率的提高和电阻体尺寸的减小在高气压条件下降低辐射加热有明显效果,但在低气压条件下,太阳辐射对温度准确性的影响仍十分明显。

春季大气南北涛动年际变化及其与中国气候的联系

结合NCEP/NCAR月平均再分析资料以及我国地面站点观测资料,分析了春季大气质量南北涛动(IHO)的年际变化特征及其与我国春季气候的联系.研究发现春季IHO表现为明显的两半球中高纬地区大气质量间的"跷跷板"分布,且有相一致的垂直环流结构.对去除AO(北极涛动)、AAO(南极涛动)信号后的纬向平均地表气压作EOF分析,发现其第一特征向量IHO特征明显,其对应的时间系数与IIHO相关系数高达0.93.春季IHO与我国同期气候变动联系密切.我国站点地面气压、地面温度以及相对湿度均与IIHO有较好相关.我国西北地区尤其与青海、甘肃、陕西及内蒙地区春季沙尘暴的发生与IHO联系密切.正位相IHO有利于西伯利亚高压的加强,此时60°E至150°W的纬向风存在着由北极延伸至南极的经向遥相关结构,导致亚洲地区出现正的西风异常,对我国春季气候产生影响.

河南一次沙尘天气过程干空气侵入的数值模拟及诊断分析

利用NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°)和同时间的探空、地面资料对2006年4月11—13日发生在河南省的沙尘天气进行了中尺度数值模拟,并应用干空气侵入的理论对这次过程进行了诊断和分析。结果表明,此次沙尘天气过程中存在明显的干空气侵入,且干空气侵入对沙尘天气产生重要作用:高位涡、低湿空气沿等相当位温线密集带向南下滑,在对流层中低层引起位涡和温度扰动,造成强冷平流南下,使低槽东移加深、冷锋南压,触发不稳定大气,同时配合低层辐合、高层辐散叠置的流场,引发了河南省沙尘天气的发生、发展。

杭州湾地区城市群热岛效应的模拟研究

利用NCEP/NCAR再分析气象资料和卫星遥感资料,应用WRF模式,从热岛效应及其引发的辐合、辐散和降水变化等方面,对杭州湾地区城市群的热岛效应进行了模拟研究。根据近年杭州湾地区的地面遥感图像确定城市下垫面的范围,再结合相应的GIS数据,确定若干年后可能的城市范围;根据模拟数据计算得到月平均气候资料。结果表明,城市群扩张后,在杭州市附近出现了明显的气温高值区。夜间的城市热岛效应要比昼间明显。在杭州市附近出现不同方向的风矢量聚集,杭州市附近风向和风速改变较大。风场在城市扩张区域有较大的差值。城市热岛效应对降水量变化影响不大,但降水量有增大的趋势。

从扬州重宁寺藏经楼雷击事故看古建筑防雷

分析了扬州重宁寺藏经楼雷击事故,总结了古建筑物易遭雷击的原因以及古建筑防雷现状,提出了重宁寺藏经楼的防雷措施。