2000年以来夏季长江流域降水异常研究

根据1880年以来中国夏季的雨型、1890年以来长江中下游梅雨以及1951年以来北半球大气环流等资料,利用物理统计分析的方法,研究了2000年以来夏季长江流域降水异常特征及东亚大气环流背景。结果表明,20世纪50年代至70年代后期我国夏季主要多雨带位置偏北,黄河流域、华北一带降水偏多,长江流域降水偏少,长江中下游梅雨偏弱;70年代后期到90年代末我国夏季主要多雨带南移,长江流域进入多雨期,长江中下游梅雨偏强,黄河流域、华北地区则转入少雨期;但是2000年以来的夏季,在黄河流域、华北地区仍维持少雨的背景下,主要多雨带却徘徊在黄河与长江之间及华南、江南长江流域降水显著偏少,梅雨异常偏弱,空梅频繁出现,长江流域、黄河流域及华北地区同处在持续少雨位相和干旱频发阶段,这种同步振荡的异常现象历史上极为少见。夏季东亚环流型的特殊配置是2000年以来夏季长江流域持续少雨的主要原因之一,这与2000年以前长江流域夏季少雨的环流背景不一样。

台风内部的中尺度波动与多边形眼墙的形成

利用一次台风的模拟资料,对台风内部的中尺度波动进行诊断。通过分析中尺度波的结构发现,台风内的中尺度波动具有重力惯性波和涡旋Rossby波的混合特征。一方面,波动的扰动高压对应于负的涡度扰动和反气旋性环流,扰动低压对应于正的涡度扰动和气旋性环流,波动的最大振幅出现在最大风速半径附近。另一方面,波动展示了强烈的辐合辐散和非地转特性。并提出了台风多边形眼墙和中尺度波动之间的联系机制模型。

一次受台风影响的大气波导过程分析和数值模拟

利用NCEP再分析资料及实况探空资料,对2002年8月31日台风“鹿莎”靠近和进入韩国期间,在我国东部地区大气波导的发生情况,以及相对应物理量场进行分析发现:湿度递减以及辐散下沉运动与大气波导的发生有很好的对应关系。运用中尺度预报模式ARPS对这次大气波导过程进行了两种方案的数值模拟试验,结果表明:对大气波导进行数值模拟时,初始场非常重要。在初始时刻同化了探空资料后的初始场更接近真实大气状况,同化探空资料初始场的模拟结果比没有同化探空资料初始场的模拟结果更接近于实际探空资料。

长江中下游地区梅雨期降水的集合预报试验

本文利用MM5模式,通过改变模式的积云参数化方案、边界层过程和云微物理方案,构造了一个15个成员的集合预报系统,对2001年长江中下游地区梅雨期降水做了集合预报试验。试验表明,集合预报与决定预报相比,可以有效地提高梅雨降水的预报准确度;在不同分辨率条件下集合预报相对于决定预报的提高程度是不同的,分辨率越低,集合预报的价值越大。尽管如此,集合预报还具有的内在缺陷是对小雨高估、大到暴雨低估。试验也揭示了,MM5模式本身对于降水有过分预报的倾向,粗网格模式配置对细网格内降水产生重大影响。

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。

利用卫星资料反演月平均近海面气温和湿度

为弥补广阔海面上气象参数的观测数据的不足,利用专用成像传感器SSM/I和红外辐射计AVHRR资料进行近海面气温和湿度的反演,首先分析与近海面气温和湿度关系比较密切的几个气象因子及其相关性,并采用神经网络建立近海面气温和湿度与它们之间的关系,利用训练好的网络模型反演月平均近海面气温和湿度,并与TAO和NDBC提供的浮标及观测站的实测数据进行比较,近海面气温和相对湿度的均方根差分别为0.87℃和3.73%。低纬度反演的结果精度较高,达到0.53℃(气温)和2.03%(相对湿度);较大的误差(气温1.06℃、相对湿度3.85%)主要发生在近岸和高纬度区,因为近岸的地形比较复杂,并且很容易受陆地气候的影响;高纬度地区的气候变化比较剧烈,同时目前能得到的高纬度地区的实测资料比较少,这些因素都会影响反演结果的准确度。

卫星云图形态特征提取和表示的一种方法

利用可变形模型与形状分解相结合,给出了卫星云图形态特征提取和表示的一种方法。首先用阈值法进行云图分割,再提取出可基本代表云图内容的若干主要云块,之后用圆形可变形模型作用于每个主要云块,并结合形状分解的思想将其用圆形基元的组合来表示。对GMS5云图的实验表明,该方法是简单可行的。

海浪数值模式研究回顾与进展

本文简单介绍了海浪的生成、发展理论,以及海浪数值模式的分类;回顾总结了国内外在海浪数值模式研究方面取得的成果。

热带太平洋SST异常对IAP-9LAGCM年际变率影响的模拟

通过1960~1989年实测的热带太平洋(30.5°N^30.5°S,120°E^70°W)SST(热带太平洋区域以外用气候平均值)强迫AGCM得到的结果,以此来研究热带SST的变化对全球大气环流年际变化的影响。首先,我们分析了南方涛动,分别给出了Tahiti和Darwin海平面气压异常及赤道附近(-5°S^5°N)外逸长波辐射(OLR)时间演变,都能很好与观测相比较。然后,讨论了全球大气环流对热带SST的变化的响应,全球主要的遥相关型都能很好地再现。最后,通过奇异值分解(SVD)技术研究了热带SST与冬季北半球500 hPa位势高度主要的耦合型,模拟的相关型与NCEP再分析资料的相关型非常相似。

典型海底地形下声线管束轨迹分析

射线模型是水声学中经典的传播模型,求解速度快,物理意义明确,每根射线管携带的能量守恒,声能沿着声线管“流动”而不穿过管壁,因此,确定了声线管束在海洋环境中的传播规律也就确定了空间声场的分布特点。文章基于Harpo模型,实现了三维声线管束轨迹的计算,并分析了典型海底地形下声线管束轨迹的传播特点,仿真结果表明,海底地形对声传播的轨迹造成了非常大的影响,特别是产生了非常明显的水平偏移,而这将会对声纳探测和定位带来很大的精度误差。

高压柔性传输线的非线性变形分析

根据柔索应变与位移的非线性几何关系以及自重作用和温度影响下的平衡方程,采用欧拉描述的坐标系统精确地求得了各点的位移和张力的解析解。对高压柔性传输线建立的非线性代数方程组应用改进的Powell混合算法编制的高精度DNEQNF程序直接进行求解。最后,给出了柔性传输线变形分析的数值算例并与相关文献进行了比较,算例的结果表明方法对求解柔索的非线性变形问题比其它方法更方便有效。

索结构的静力分析

根据柔索应变与位移的非线性几何关系以及自重作用与温度影响下的平衡方程,采用Eu-ler描述的坐标系统精确地求得了各点的位移和张力的一般解.由索结构静力问题建立的非线性代数方程组应用改进的Powell混合算法编制的高精度DNEQNF程序直接进行求解.在例题中计算了由3根索被一竖直弹簧支撑在一起的索结构,并与其他学者用不同方法得到的结果进行对比.

西北太平洋ENSO年地转流特征分析

本文利用WOA01(The World Ocean Atlas 2001)提供的多年平均1/4°×1/4°全球温、盐数据,根据地转方程,计算了20°S～70°N,100°～180°E西北太平洋区域的基态动力高度;利用AVIOSO(CNES)提供的Topex/Poseidon卫星高度计数据,计算并分析了ENSO现象较为明显的1997年西北太平洋动力高度及地转流的分布与变化情况。

不同海况下六种湍流通量参数化方案的对比分析

利用前人给出的表面波浪动力试验中的部分观测资料,通过六种不同的湍流通量参数化方案,分别计算了不同海面波浪状况所对应的摩擦速度。结果表明:海面状况对计算结果有显著影响,六种参数化方案计算的摩擦速度相对涡动相关法(EC)直接测量值的偏差纯风浪海面状况下,较交叉涌浪或反向涌浪海面状况时小得多。并且在纯风浪海面状况下,当近海层大气处于不稳定层结时,Dyer74方案计算的摩擦速度相对EC直接测量值的归一化误差最小,仅为8.47%,能够较好的估计近海层摩擦速度。在稳定层结条件下,当整体Richardson数小于0.1时,除Businger71方案外,其它五种方案的计算误差接近且较小。

基于VB和Surfer的海浪数值预报结果动画显示

本文介绍了一种将Fortran计算程序(DOS程序)和Surfer结合起来实现数据图形化动态浏览的方法。该方法通过结合使用VB函数Shell和Windows API函数Open Process解决了DOS程序在VB中的调用和等待问题,用ActiveX技术解决VB调控Surfer的问题,实现了基于全球地形底图的波高和浪向动画显示。该方法同样可应用于温度、盐度、密度及海流等数值预报结果的可视化,可为海洋业务的分析和预报提供借鉴。

高频波浪的测量与谱分析

为了解高频海浪的特征,通过在实验室风浪水槽中进行实验测量,获取了风浪高频部分的数据。实验采用直径为0.2mm的细钽丝作传感器,采样间隔为0.005s,每组采集30000个数据,以获得对波浪高频部分的更多的信息。通过分析,得到了高频风浪谱参数及其平衡域的特性,并提出次峰现象可能是采样速率过低、因计算方法造成的假象,并不是海浪特有的高频现象。

基于LVS的高性能邮件防病毒系统的研究与实现

本文分析了高性能邮件系统防病毒的需求,在现有邮件防病毒技术的基础上着重研究了邮件防病毒的高性能技术,并提出了在邮件防病毒子系统中引入并发、负载平衡等高性能集群技术来解决防病毒系统与新型高性能邮件系统性能匹配问题的思想。在该思想指导下,实现了基于LVS的高性能邮件防病毒系统。

基于内容的卫星云图检索方法

为了有效地管理和利用大规模卫星云图数据库,需要为其增加检索功能,尤其是基于内容的检索。探讨了将基于内容的图像检索(CBIR)技术应用于卫星云图检索,选择使用了颜色、纹理和形状特征方法。颜色特征包括:灰度直方图和灰度聚合向量;纹理特征从小波子图提取,采用直方图拟合法和分块直方图拟合法;形状特征提取采用了新提出的一种专门针对云目标的"可变形模型"方法——圆形基元法。对每种特征定义了图像距离或者相似度,进行了检索比较实验。结果表明,CBIR用于卫星云图检索是可行的,形状特征方法因融入了领域知识而具有较突出的检索效果,但效率仍需提高。

利用浮标资料初步评估NCEP再分析湍通量

通过与浮标观测资料的对比分析,指出NCEP动量通量、再计算NCEP热通量更能够代表NCEP再分析数据库的数值模拟效果。当风速大于20m/s时,数值模拟的湍通量低于浮标块体湍通量,当风速在10～20m/s时,数值模拟的湍通量高于浮标块体湍通量。同时还发现数值模拟结果的延迟现象,以及不能反映大风过后快速的海气温差变化而引起的感热通量变化。

卫星遥感海表温度反演结果再处理研究

针对东海渔区的海洋渔业应用,以中国东海渔区(121°～124°E,29°～32°N)NOAAlevel-2BSST反演数据为例,通过不同空间内插方法的对比分析,得到最优内插模型,继而获取海表温度图像和海温等值线图,为海洋渔业提供必要的基础资料。