登陆我国大陆热带气旋的纬度分布特征

登陆点位置是热带气旋研究的重要课题.为消除因资料单一产生的误差, 本文采用1951-2010年中国、美国、日本三套热带气旋最佳路径资料, 分析了登陆我国大陆热带气旋频数的年际变化规律, 并研究了登陆纬度的分布和变化特征. 本文以总结三套资料一致反映的现象为主, 得到以下一些有意义的结果: 从总体上看, 中国资料集内的登陆频数比其他两套资料平均每年约多1个. 1970年后三套资料的登陆频数基本保持不变, 登陆纬度有较一致的北移, 而1970年前两者在三套资料内的变化不太一致. 从单位纬度登陆频数上看, 登陆数绝大部分集中在北纬30° 以下, 且总体上随纬度增加而减少, 其中北纬21°-23° 登陆数偏多, 北纬20°-21° 和北纬23°-24° 登陆数偏少.     

涡旋轴对称化的分形维数表征

涡旋轴对称化是影响热带气旋预报的重要动力学过程．截止目前的研究,均用等值线图形主观识别涡旋轴对称化．本文用一个准地转无幅散的正压涡度方程模式,数值积分48h,模拟了初始非轴对称涡旋演变为轴对称涡旋的轴对称化过程．根据模式输出数据,计算了逐时涡旋外缘线的分形维数DB,用分形维数DB的逐时变化客观表征涡旋轴对称化．在此基础上,计算了分形维数De与热带气旋尺度参数R。和热带气旋强度参数Vmax的相关系数．结果显示,DB与Rm的相关系数为-0．70,DB与Kmax的相关系数为-0．75,相关均显著．用此途径,客观表征了涡旋轴对称化与热带气旋参数的联系．结果在热带气旋预报中有应用前景．     

南海夏季风建立的数值模拟试验

利用中国科学院大气物理研究所全球谱模式(T42L9)对南海夏季风建立的过程进行了数值模拟试验.试验结果表明:通过青藏高原的动力作用和东南亚地区强大的潜热加热产生印度洋上跨赤道的偏南辐散风、高原南侧的偏西辐散风、高原东侧的偏北辐散风和西太平洋上的偏东辐散风,这4支散度流加强南海海域大尺度低空辐合,南海的雨季和西南季风爆发.     

复杂形状进气箱与叶轮一体的斜流风机内部湍流数值分析

本文采用混合平面法实施通流元件之间的流场信息传递，旨在建立斜流风机统一正命题的流动模型与数值方法。将非正交曲线坐标系下压力修正法求解K-ε模型封闭Reynolds时均方程的三维程序模块化，使其可适用于静止及旋转坐标系，过气箱与叶轮采用各自独立的贴体网格，按照串行方法轮换调用计算模块并在进气箱出口与叶轮进口之间设置混合平面，用以传递与转换动静元件之间耦合流动的信息，在单一微机系统上实现了从进气箱进口到叶轮出口的整机内部湍流的一体计算。采用上述方法数值模拟了某斜流风机的内部流场，计算与已有实验结论大体吻合．     

晚霜冻影响下冬小麦冠层光谱特征与株高要素变化关系

冬小麦遭受晚霜冻害后,生理生态方面会发生显著变化,其中又以株高要素的变化最为显著。提取了包括红边位置、红边振幅在内的15个光谱特征参数,以及包括株高、穗长、穗下节间长和倒二节间长变化率4个株高要素,通过相关分析,筛选出与光谱特征相关性最好的株高变化率参数,并建立逐步回归模型。结果表明:仅有株高变化率在2013和2014年两期试验中均与光谱特征参数达到显著相关;将两期试验数据合并后,则穗长、穗下节间长和倒二节间长的变化率也均达到显著相关。综合考虑模型的Adj.R~2和显著性水平(Sig.)可知,模型拟合效果最好的是穗长变化率,其次是株高,穗下节间和倒二节间长变化率。比较模型的RMSE可知,模型预测精度最高的是穗下节间长变化率。该研究对在冻害胁迫条件下用光谱特征参数预测小麦株高各要素的变化提供了很好的参考,对研究晚霜冻害低温胁迫下冬小麦株高要素变化的规律具有指示性意义。     

压缩理想气体和实际气体的离心式叶轮流场分析

本文对压缩理想气体和实际气体的离心式叶轮作了流场分析。分析使用流线曲率法。实际气体的热力学是基于作者提出的通用状态方程和Ｓｃｈｕｌｅｓ的多变分析。对一个压缩理想气体的叶轮作了实验测量。分析结果比较表明，压缩理想气体和实际气体时叶轮中速度分布是不同的，且压缩实际气体时，叶轮出口参数不同于压缩理想气体时的计算和实测结果。     

高速列车噪声与速度关系变化分析

随着高速列车运行速度的提升,高速列车内部噪声过高的问题日益突出,识别高速列车在高速运行时主要噪声来源对减振降噪非常重要。本文针对我国高速列车CRH380B型车,在多工况的实车运行状态下进行噪声振动测试研究,并利用速度指数拟合进行计算。得到了我国CRH380B型高速列车不同的噪声随速度指数变化的规律和车内车外的过渡速度区。该结果能够对高速列车噪声来源识别提供参考,为高速列车的车厢内部低噪声设计提供依据。     

南海夏季沿岸内波与定点声起伏特征分析

利用2020年6月海南岛沿岸试验数据,分析内波及声能量起伏特征。试验海域以全日潮内波为主,并伴随有高频内波活动。内波活动引起360 Hz单频信号20 km定点声起伏峰峰值超过30 dB, 320～400 Hz线性调频信号起伏峰峰值超过15 dB。利用测量数据结合数值仿真,讨论了内波引起单频信号和线性调频信号呈现不同起伏特征的原因。结果表明:试验海域内波活动导致单频声场模态间干涉条纹出现移动,进而导致接收位置处特定频率的声能量出现大幅度的快速起伏;由于带宽内的平均作用,宽带信号的能量起伏远小于单频信号的能量起伏。当内波传播速度变化时,各内波成分在声传播路径上出现的时间和位置发生了变化,使得声场出现剧烈起伏的时间也随之变化。     

环烷烃及烷烃的折光指数与结构的关系研究

以分子拓扑学点价和自相关函数研究为基础,设计开发出一种新的以点价计算为基础的结构信息自相关拓扑指数tX.基于多元线性回归技术建立了对环烷烃及其烷烃的折光指数作出估算的定量结构性质关系.点价被定义为βi,由βi建构结构信息自相关拓扑指数tX.得到了它们与64种环烷烃的折光指数(nD)的二元回归方程和与27种烷烃的折光指数的二元回归方程.对环烷烃和烷烃折光指数的计算结果表明,计算值与实验值的一致性令人满意,平均误差为0. 25% .利用建立的模型,对另外5种烷烃的折光指数进行了预测.     

拓扑指数与掺杂铁基砷化物超导电性的关系

构建了电性连接线指数mF和价电子能级连接性指数mE;计算了掺杂铁基砷化物体系的0级拓扑指数0F和0E;发现与超导转变温度T之间有良好的规律性.据此,文中提出以电性连接性指数mF和价电子能级连接性指数mE作为掺杂铁基砷化物体系超导电性的判据.     

Statistical characteristics of meso-scale vortex effects on the track of a tropical cyclone

This paper examines initial meso-scale vortex effects on the motion of a tropical cyclone (TC) in a system where coexisting two components of TC and meso-scale vortices with a barotropic vorticity equation model. The initial meso-scale vortices are generated stochastically by employing Reinaud’s method. The 62 simulations are performed and analysed in order to understand the statistical characteristics of the effects. Results show that the deflection of the TC track at t=24 h induced by the initial meso-scale vortices ranges from 2km to 37 km with the mean value of 13.4 km. A more significant deflection of the TC track can be reduced when several initial meso-scale vortices simultaneously appear in a smaller TC circulation area. It ranges from 22 km to 37 km with the mean value of 28 km,this fact implies that the initial meso-scale vortices-induced deflection may not be neglected sometimes.     

Effects of South China Sea/western North Pacific summer monsoon on tropospheric biennial oscillation （TBO）

Several theories have been developed to explain tropical biennial oscillation (TBO), as an air--sea interactive system to impact Asian and global weather and climate, and some models have been established to produce a TBO. A simple 5-box model, with almost all the key processes associated with TBO, can produce a TBO by including air--sea interactions in the monsoon regions. Despite that, the South China Sea/western North Pacific summer monsoon (SCS/WNPSM), a very important monsoon subsystem, is neglected. In this paper, based on the dynamical framework of 5-box model, the term of SCS/WNPSM has been added and a 6-box model has been developed. Comparing the difference of TBO sensibilities with several key parameters, air--sea coupling coefficient α, SST-thermocline feedback coefficient γ and wind-evaporation feedback coefficient λ, between the modified model and original model, TBO is more sensible to the parameters in the new model. The results imply that the eastern Pacific and local wind-evaporation play more important roles in the TBO when including SCS/WNPSM.     

Chaos and predictability of the Indian summer monsoon

Predictability of the Indian summer monsoon is investigated by conducting three multiyear integrations with the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory’s climate model. The mean monsoon simulated by the model is realistic. It is shown that a significant fraction of the interannual variance of the simulated Indian summer monsoon may be due to internal dynamics. It is discovered that the tropical atmosphere is capable of sustaining a quasi-biennial oscillation (QBO) accounting for most of the internal low frequency variability. It is also shown that neither air-sea interaction nor surface hydrology feedback is essential for the QBO of the model atmosphere. That such a QBO can arise due to modulation of the nonlinear intraseasonal oscillations by the annual cycle is demonstrated using a simple nonlinear dynamical model. The phase and the amplitude of the internal mode is unpredictable and hence may be responsible for limiting the long range predictability of the monsoon.     

季风与极涡的异常配置下中国夏季大尺度旱涝分布

从冷暖系统配置的角度,选取东亚夏季风(EASM)和7月亚洲区极涡面积(APVA),分析了二者的气候特征与中国夏季降水分布之间的关系.在此基础上,将1951—2010年EASM和APVA的异常配置分为四种类型:A:季风强、极涡大;B:季风强、极涡小;C:季风弱、极涡大;D:季风弱、极涡小.研究发现,二者的异常配置下,中国夏季大尺度旱涝分布在季尺度上表现出多面性特征:A型年,夏季整体偏旱;B型年,夏季南涝北旱;C型年,夏季北涝南旱;D型年,夏季整体偏涝.由此可见,中国夏季旱涝总体分布除了与EASM有关外还与APVA密切相关,二者异常的不同配置下,夏季降水多寡和旱涝分布表现出了显著的差异和规律性,这对夏季降水总体趋势预测有一定的指示意义.此外,通过研究不同配置关系对应大气环流异常特征,并分析不同要素在夏季风和极涡关系变化中的作用,发现不同配置类型下夏季降水表现出的差异和规律性直接取决于环流场的整体配置,其中西太副高和中高纬阻塞形势起主导作用.     

南海北部浅海声场起伏及统计特性

水下声场的时间积分声强和峰值声强是声呐检测中的重要物理量,而海洋中的内波等动力学过程会造成声场强度的起伏。对南海北部浅海内波环境下定点声起伏实验数据分析,结合数值仿真,总结了试验海域近海底发射和近海底接收条件下内波引起接收信号强度起伏的统计特性.分析结果表明:接收信号的时间积分声强起伏小于峰值声强起伏;时间积分声强与峰值声强起伏的概率分布与对数正态分布较为接近.时间积分声强和峰值声强起伏大小与信号的频率有关,同一收发距离,中心频率650 Hz信号的声强起伏较中心频率310 Hz和375 Hz信号的声强起伏更为剧烈。对于同一频率,当海底较平坦时,声强起伏的闪烁指数随传播距离的增加而增大;当水深随传播距离逐渐变深时,声强起伏规律受内波和水深变化共同影响而更为复杂,闪烁指数先随传播距离增加而增大,之后又随传播距离的增加而逐渐变小.     

南海夏季海洋环境噪声与海面风速相关特性分析

海洋环境噪声是影响潜艇作战及远程目标探测和定位的重要参数,由于海洋环境噪声具有很强的时空变异性,因此只能通过试验数据测量和处理了解环境噪声的统计特性。本文以2013年4月30日至8月1日,南海典型海域布放海洋环境噪声测量潜标系统所收录的环境噪声为研究对象,数据处理结果表明,在整个频率范围内,海洋环境噪声与对数风速具有很好的线性关系,但环境噪声随风速变化的斜率与频率相关,在1kHz附近达到最大值。本文通过波束形成分析了海洋环境噪声的垂直指向性,并给出了“垂直方向噪声”、“水平方向噪声”和“全向噪声”与风速相关性分析结果,可以看出,在风浪噪声与远处航船噪声都有贡献的中频段,“垂直方向噪声”与海面风速的相关性好于“全向噪声”和“水平方向噪声”与海面风速的相关性,且“垂直方向噪声”随风速变化的斜率略大于“全向噪声”随风速变化的斜率。     

南海北部海域声速剖面水平变化环境声学层析

为获取水平变化的海水声速分布,在等效平均海水声速反演基础上,提出了一种声速剖面水平变化环境声学层析方法。首先利用经验正交函数结合匹配场处理方法反演不同距离下的等效平均声速剖面,进而通过逐步迭代重构出随水平距离变化的声速场分布,并通过数值仿真及海上实验两方面验证了声速剖面水平变化环境声学层析方法的可行性及其准确性。结果表明:声速剖面水平变化环境声学层析结果与实验测量声速剖面均方根误差小于0.8 m/s,利用声传播信号基本能较为准确地重构出随距离水平变化的海水声速分布,为进一步层析中尺度三维结构及声呐水声环境保障应用奠定了基础。     

中国东部2012年夏季降水及年代际转型的可能信号分析

针对2012年夏季中国东部降水"南旱北涝"的异常特征, 对比分析了近50年不同年代中国东部降水的分布型及海洋和环流等影响因素, 并讨论了2012年中国东部夏季降水异常作为中国东部降水年代际转型信号的可能性. 研究结果表明: 1961—1978年期间, 北太平洋年代际涛动(PDO)处于冷位相, 东亚夏季风偏强, 西太平洋副热带高压(副高)偏弱, 北方地区冷空气活动偏弱, 从而有利于南方水汽北上, 造成中国北方地区夏季降水异常偏多; 1979—1992年间则呈相反的特征, 造成1970年代末期中国东部夏季降水发生了一次年代际尺度的调整. 2010年代后期以来, PDO由暖位相向冷位向转变, 2012年北太平洋海温异常偏暖, 西太平洋海温由异常偏暖状态转变为正常略偏冷状态, 东亚夏季风由弱变强, 副高由强变弱, 北方冷系统活动减弱, 这些特征均与1961—1978年时段的情况类似, 支持2012年作为中国东部夏季降水发生年代际调整的前期信号的可能性. 近10年PDO, 东亚夏季风(EASM), 副高(WPSH)和贝湖高压(BH)四种指数夏季平均值的演变则进一步说明 了2012年的这种异常特征不仅是年际尺度的振荡, 更可能是前期演化基础上的一种量变到质变的调整. 关键词： 年代际 降水 北太平洋年代际涛动 东亚夏季风