2013年“菲特”台风暴雨数值模拟中微物理方案的对比试验

利用TRMM（热带测雨雷达）搭载的TMI（微波成像仪）反演廓线资料,分析“菲特”台风登陆前、后云团内部水凝物的分布种类,依此选择WRF区域中尺度模式下符合条件的6个云微物理过程参数化方案（Lin,WSM6,Godgce,WDM6,Morrison以及Thompson方案）,模拟2013年10月6~8日的台风过程.从降水落区、强度,水凝物及风场垂直分布,台风路径及强度等方面对预报性能进行对比,结果表明,选用的6个云微物理方案都较好地模拟了浙江暴雨的范围和强度.结合Ts评分,降水量级越大,模拟效果对云微物理方案选择越敏感,其中,Lin方案效果最佳,尤其对极端降水的模拟,其次为WSM6、WDM6及Thompson方案,Morrison和Godgce方案相对较差.结合水凝物平均值廓线分布发现,除WDM6方案外,其他方案对暖雨过程的模拟基本一致,而对冰相过程的模拟6个方案差别较大;同时,各方案对风分量的模拟结果较水凝物廓线差别小,说明对于动力因素模拟不敏感.另外,6个方案对于台风强度的模拟整体偏弱,相较之下,Lin方案较好地模拟了强度变化趋势.     

基于AR法的沿海地区强台风风场模拟研究

台风风场模拟是研究各类高耸构筑物、大跨度桥梁和大型空间结构风致破坏机理的重要基础.基于不随高度变化的台风功率谱、自回归法和竖向相关性简化表达式模拟了沿海地区的强台风风场模型;得出了给定平均风速条件下,不同高度处的脉动风风速时程曲线.结果表明,模拟谱的功率谱密度与目标谱较为一致,模拟风速可用于结构的风振响应分析.     

应用云迹风资料同化的江南飑线模拟试验

运用WRF模式对2006年6月10日发生在浙江地区的一次飑线过程进行了数值模拟及云迹风资料同化实验研究.将常规测站、自动站资料同化试验和加入了云迹风资料的试验进行比较,结果表明,用WRF模式进行同化模拟,较好地再现了此次江南地区飑线的发生、发展、维持和消亡过程.主要分布在对流层高层的云迹风资料能有效地改善高空风场质量,在模式中增加了云迹风资料之后,使模拟的雷达反射率图像增加了清晰度,原来有些地段较为零星逗点状的反射率图像可被连成带状,尤其明显的是模拟的主降水强度和落区与实际降水分布更加接近;模拟也改变了后半程的大风区的分布并增强了风速,比控制试验稍接近于实况,且略缩小了降水和大风的虚假区域.同时,通过不同质量控制阈值的云迹风模拟试验比较发现,进入模式的云迹风数量与模拟效果并不是简单的线性正相关,因此,在云迹风资料的运用上,质量控制对模拟有一定的影响,恰当地应用云迹风资料同化能在一定程度上改善强对流系统的数值模拟,对提高降水、大风等预报质量是较有效的途径.     

用正压原始方程预报台风路径的试验的初步报告

本文对正压半隐式跳点格式的模式,在地图投影公式、地转参数、区域和格距大小等方面的处理,作了适当的改进,在此基础上,用来作台风路径的数值预报。对十几个台风个例进行了试验,试验结果表明,我们拟订的数值预报方案,具有一定的实用价值,我们还对1976年第09号台风进行了一次实际试报。当时对该台风的去向,有报北上的,有报西行登陆的,也有报南下的,只有我们和浙江省气象台预报台风将在海上转向。所报的路径与台风实际路径相符。     

南海台风参数模型和台风浪后报模型的应用研究

台风风场和台风浪数值后报能够有效弥补现场观测资料的不足,对南海海域的海洋经济健康发展具有重要的保障作用.针对不同台风参数模型和全谱海浪模型的联合应用,编制了包括5个台风参数模型的数值模拟程序,以南海海域的台风Ellen(1983)和Dujuan(2003)作为案例,并联合应用2个第3代全谱海浪模型,完成了台风风场、气压场和台风浪场的数值后报.通过分析不同台风参数模型和全谱海浪模型组合应用的后报结果,并与实测数据进行对比,得出了Jelesnianski风场参数模型结合第3代全谱海浪模型WW3比较适用于南海海域台风浪后报.     

一个西移台风和一个转向台风的路径对比分析

本文对西太平洋一九六九年八月份一个西移登陆于中国福建的台风,和一个在海上转向日本登陆的台风在分离点时,从能量场、西风带长波调整、台风的内力和台风外围的风场等几方面进行了物理量的计算及其对比分析.发现它们之间存在着明显的差异,这些差异提供了作台风路径趋势预报时一个判据和参考:     

舟山群岛浮标站和海岛站风力对比分析

利用舟山浮标站和海岛自动站2011年全年测风数据资料,对舟山海域浮标风力和附近非遮蔽高海拔海岛站以及不同海域无遮蔽海岛站、遮蔽海岛站的风力进行了对比分析,结果表明：1） 浮标站大风日数比非遮蔽海拔较高海岛站以及传统大风指标站嵊泗明显偏少,比遮蔽海区海岛站多. 2） 浮标站年平均风速小于非遮蔽高海拔站,同嵊泗、西磨盘接近,大于遮蔽海区海岛站. 3） 浮标站大风日数和平均风速具有明显的月际变化特征,秋冬季明显多于春夏季. 4） 对比不同风向的大风过程可得：浮标站与其他海岛站的风速差值不仅与季节变化、海拔高度有关,还与风向密切相关. 5） 浮标站和陆地站风速的日变化明显不同. 6） 对于沿海海面的风力：浮标站的北风代表性较好,南风偏小;另外,西磨盘站也可以作为沿海海面大风预报的一个指标参考站.     

基于IFOA-FSVM的WRF模式台风期阵风精细化预报

为提高天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model, WRF)输出中台风期阵风的预测精度,将WRF模式输出与某观测站实况数据相结合,提出一种台风期阵风精细化预报方法.针对影响台风风速的因素众多,而传统依据人工经验预判的风速存在较大误差的现状,该方法构建了台风期阵风预测的模糊支持向量回归模型,同时为解决模糊支持向量回归模型中惩罚因子C和核参数g难于确定的问题,将果蝇优化算法(Fruit Fly Optimization Algorithm, FOA)引入到模糊支持向量机(FuzzySupportVectorMachine,FSVM)的参数寻优中,并根据风速回归的特点,把果蝇优化算法引入到三维空间,结合增强因子γ以提高传统果蝇优化算法的全局寻优能力.实验结果表明,本文构建的模型预测风速与实际风速基本一致,相关性达到99%,不仅提高了WRF模式风速的适用性,而且风速预测精度明显优于传统FOA-FSVM和FOA-SVM方法,具有更强的泛化能力.     

RBF神经网络集成多个气象数值产品的方法研究

对MM5V3模式中16组组合区域气候模拟试验所得的结果,分区域以RBF神经网络进行集成,分析了网络结构参数的不同对集成结果的影响,最后对整个区域的温度场进行了集成.结果表明:选择合适的网络结构参数是至关重要的,神经网络的非线性集成结果均明显优于单个参数化方案和16个方案线性集成的预测结果,整个区域的温度场集成结果比MM5模拟更接近于实况场,均方根误差场也较原MM5方案明显减小.这些结果对于区域气候的集成预测以及进一步优化神经网络的性能有一定的参考意义.     

雷达估测降水的分段优化算法与误差分析

为提高雷达对强降水的定量估测精度,结合雷达和自动站雨量计降水观测资料,对对流性和台风2种降水类型采用分段优化Z I关系的方法进行了探讨和统计分析,建立了同时考虑回波强度分段和距离分级的1 h实时优化方案.对对流性降水和台风降水分别以域值40与30 dBz进行回波强度分段,同时在距雷达100 km范围内进行分距离估测,此方法显著提高了强降水定量估测精度,同时又兼顾了运算效率.通过自定义的误差系数对对流性降水个例和台风个例的1 h优化估测结果进行评价,结果表明,优化后的估测雨量误差系数基本小于0.5,估测效果明显好于默认Z I关系（A=300,b=1.4）的估测结果.     

赤道平流层纬向风的准2年振荡与浙江台风的初步研究

通过研究赤道平流层线同风的准2年振荡（QBO）和浙江台风的关系,指出：浙江台风多发生在赤道平流层纬向风的东西风转向时期;在赤道平流层QBO为西风年时,浙江发生台风的总天数较多,在赤道平流层QBO的西风时段的内发生台风的总个数和总天数都较多,在东风时段,每个台风的生命史较长,厄尔尼诺和拉尼妇使当年浙江台风的总天数编少,厄尔尼诺年使浙江台风的生命史较长,而拉尼娜则相反。     

青藏高压东侧偏北大风对梅雨暴雨影响的合成分析

利用常规观测资料对1991～1996年江淮地区梅雨大暴雨期的高、低层流场进行合成诊断分析,结果表明,梅雨期暴雨时,在对流层上部,由于青藏高原向东扩、在高压东侧出现偏北大风轴,由此构成的高空辐射区随着高压的东移而东移,它常常位于低空急流前端的上空、形成上层东北风,下层西南风的特殊耦合关系。     

副高和南亚高压对2013年夏季浙江省异常高温的影响

通过分析副高和南亚高压的特征,研究其对2013年浙江省夏季异常高温的影响,结果表明：2013年夏季浙江省出现60余年最严重的高温少雨天气,7~8月全省平均气温、高温日数、极端最高气温均破1951年以来的最高纪录;梅雨期偏短,台风影响程度小,是引发高温的背景条件. 在高温发生的6个阶段中,第4阶段高温持续时间长且强度最大. 2013年夏季南亚高压和副高表现出明显的相向而行特征,偏强偏西的副高和偏强偏东的南亚高压在高低层叠加,控制浙江一带高低层,受下沉气流影响,对流活动受到抑制. 同时发现,副高中心强度和高温强度之间也存在对应关系.     

基于Marmousi模型的声波方程有限差分正演算法

针对现有正演算法中存在的频散及边界反射问题,提出了计算区域使用差分算子而完全匹配层(PML)内使用交错网格的方法进行波场正演计算,并通过升级差分精度以达到抑制频散和减轻边界反射的目的.对于雷克子波做震源波形不明显的情况进行了震源模拟,得到了基于Marmousi模型的理想波形记录.算例结果表明,本算法可有效地改善频散和边界反射现象,特别是在高频的情况下,也能获得理想的结果.     

奇异摄动问题在修正的Bakhvalov-Shishkin网格上的混合差分格式

在分3段修正的Bakhvalov-Shishkin网格上,将中点迎风格式和中心差分格式相结合,建立了新混合差分格式算法,以求解一维奇异摄动两点边值问题。借助截断误差、离散比较原理和障碍函数等,得到了与摄动参数ε一致的较好的收敛阶数,从粗网格部分到细网格部分依次为二阶收敛、一阶收敛和二阶收敛。数值算例表明,该方法在实际求解精度上较其他3种方法优越。     

奇异摄动问题在修正的Bakhvalov-Shishkin网格上的混合差分格式

在分3段修正的Bakhvalov-Shishkin网格上,将中点迎风格式和中心差分格式相结合,建立了新混合差分格式算法,以求解一维奇异摄动两点边值问题。借助截断误差、离散比较原理和障碍函数等,得到了与摄动参数ε一致的较好的收敛阶数,从粗网格部分到细网格部分依次为二阶收敛、一阶收敛和二阶收敛。数值算例表明,该方法在实际求解精度上较其他3种方法优越。     

我国江淮和黄淮地区强对流过程的基本特征

中国江淮和黄淮地区是强对流天气多发区域,利用2010-2012年（4-10月）常规观测资料和再分析资料,对江淮和黄淮地区（30°N~37°N,110°E~122°E）发生的418个强对流天气过程进行了统计分析,得到该地区强对流发生的时空特征、典型环境背景以及对流关键参数的统计特征.统计发现,江淮和黄淮地区强对流天气主要发生在6-9月,8月最多,呈单峰型.空间上,江淮和黄淮地区有明显的3块强对流多发区域,分别是山东泰山周边地区、东部平原地区、大别山和黄山一带,其中发生在东部平原区域的强对流过程所占比例最高,达到了35.3%.从日变化来看,强对流主要发生在15：00-21：00（LST,下同）,其次是06：00-09：00,呈双峰型,并且在空间走势上从早至晚呈自西北向东南的发展规律.根据500 hPa形势场将个例分成低槽型、副高型、冷涡型、台风型4大类,其中低槽型284例,副高型101例,冷涡型16例,台风型17例.由探空数据统计发现,副高型水汽更多集中在边界层低层,而台风型水汽更多分布在深厚的对流层中,低槽型水汽条件适中,冷涡型最小且抬升凝结高度最高;副高型最不稳定,低槽型适中,冷涡型不稳定度最低.通过与已有研究对比,本研究区域的强对流过程潜在不稳定度较小,但具有较湿的环境场.     

显微结构对多晶材料的电学性能及其色散的影响

本文探讨了显微结构对多晶材料的电学性能及色散的影响,结果表明当晶界的厚度分数减小时,多晶材料的电阻率单调减小,而介电常数存在一个仅和微观电性有关的极大值;显微结构的不均匀性使介电常数和电阻率的色散曲线平化(或色散区域宽化)与介电损耗因子的峰值减小。