西南涡大气边界层结构的数值模拟Ⅱ:边界层物理量的数值分析

本文在计算分析了一个西南涡Ekman层流场特征的基础上,进一步对该西南涡边界层涡度、散度和垂直速度进行了数值分析,初步得出了西南涡在边界层内的垂直结构及物理量分布特征。     

一次历史罕见的大暴雨天气过程诊断分析

利用天气环流形势和各种物理量场特征,分析了2012年7月21日忻州市出现的历史罕见区域性暴雨及大暴雨天气过程。结果表明,此次暴雨及大暴雨天气过程形成原因：一是500hPa图上,蒙古国以北庞大冷低压东南下,促使5840gpm线南退,冷暖空气交汇,加之前期584线在河、保、偏一带盘踞,给这里带来高温、高湿、高能;二是500hPa、700hPa、850hPa在忻州市上游一带有西南风急流存在;三是从强降水时段的涡度场、散度场、垂直速度场等物理量场看出,忻州市西北部为辐合区,这些参数和降水量大小分布区吻合较好。     

甘南牧区一次历史罕见的低温连阴雪天气成因分析

针对2008年1月下旬出现在甘南高原上一次历史罕见的低温连阴雪天气对甘南牧区所造成的严重危害,利用M ICAPS和T213数值预报产品资料进行此次天气过程的成因分析。结果表明,造成这次低温连阴雪天气过程的主要影响环流背景是冬季典型的横槽型,配合高空强冷空气入侵高原。通过对各种物理量场的诊断和对比分析,发现这次天气过程中高原上各种物理量场的配合也为这次天气过程提供了有利的条件,涡度、散度、垂直速度和相对湿度的高值区与降水区域位置相当吻合。     

2009年春季山西省东南部暴雨过程分析

利用Micaps系统下常规资料、云图资料和数值预报产品、物理量场,对2009年5月9-10日发生在山西省东南部的一次暴雨过程进行综合分析。结果表明：500hPa的西风槽东移加深为暴雨的产生提供了大尺度环流背景,低层的切变是暴雨产生的主要影响系统,散度、垂直速度、能量场等物理量的垂直分布有利于暴雨产生．暴雨发生在切变线前部,中尺度系统是强降水形成的直接影响系统。     

黄河下游春季一次大暴雨过程的结构特征及落区分析

利用HLAFS资料和实况资料,对2003年4月17日至18日发生在黄河下游的一次强暴雨过程的大尺度环流背景和物理量场的结构特征进行了分析。结果表明,本次暴雨是高空冷空气、低空低压切变线和黄淮气旋外围倒槽共同影响造成的;从南海到山东的西南低空急流为暴雨区提供了充沛的水汽和能量;暴雨区850hPa上的高θse,700hPa上的强烈垂直上升运动,以及低空辐合、高空辐散是造成暴雨的有利物理量场特征。大的正涡度区位于500hPa以上,600hPa以下为强辐合区,以上则为强辐散区,这种结构配置成为暴雨发生的有利的动力机制。     

动态散斑场相关函数及运动形式分析

通过对单透镜系统动态散斑场相关函数的分析,给出了动态散斑场相关时空域和判别散斑场运动变化形式的方法。     

西藏南部地区区域性暴雪天气过程诊断分析

文章利用常规的高低空气象观测资料、T639数值预报产品以及卫星云图产品,对2013年2月16~18日西藏南部区域性暴雪天气过程的环流背景、水汽条件及动力条件进行了诊断分析。结果表明:此次西藏南部区域性暴雪天气是由南支槽前西南风风速辐合,输送暖湿水汽上青藏高原,以及北支槽分裂的短波槽南下共同作用的结果。物理量诊断分析表明,区域性暴雪过程期间,水汽通量、水汽通量散度场、散度场、涡度场和垂直运动场都反映出西藏南部边缘存在大量水汽输送和水汽辐合,上升运动较强,有利于暴雪天气的形成。     

非线性散度型方程的极值原理

运用Ｈｏｐｆ极值原理,对非线性散度型微分方程的解构造泛函进行研究,同时可对某些物理量做出估计。     

一次大雪到暴雪天气诊断分析与预警

针对长治市2007年2月7日暴雪天气过程,从500hPa高空天气形势、地面气压场、fy-2c对流层中上层空气湿度场、卫星云图的演变以及物理量场的散度等方面,做了详细的诊断分析,并给出了该类暴雪天气的预报着眼点。     

一次区域性暴雨数值模拟及诊断分析

通过对陕西省2003年7月15日区域性暴雨过程进行分析发现,西太平洋副热带高压西侧的暖湿气流和新疆冷空气是这次暴雨的主要影响系统,充沛的水汽输送、能量的积聚和强烈的上升运动为暴雨的发生提供了充分的条件,700 hPa和850 hPa的低涡、切变线、地面倒槽是暴雨形成的触发机制.数值模拟结果表明:涡度场和散度场互耦;特强散度柱出现早于强涡度柱,而深厚的强气旋性涡柱则几乎与暴雨最强盛时期同时出现.     

台风Khanun迅速加强成因及其与Rananim登陆强度的比较分析

以严重影响我国的2005年15号登陆台风Khanun为研究对象,首先从大尺度环流特征和物理量场,对其登陆前强度迅速加强原因进行了诊断分析,结果表明,台风强度增强与低空持续加强的水汽输送、高空流出气流的强辐散、台风移向垂直切变小值区和暖洋面密切相关;然后就登陆时强度,将Khanun与2004年14号台风Rananim从水平流场、暖心结构、稳定度和涡度等方面进行对比,发现Khanun在上述几方面略弱于Rananim,这一结论为登陆台风强度判定提供了一些参考。     

南盘江流域大、中洪水的天气成因分析研究

本文首先全面地统计分析了南盘江天生桥水电站水情和上游地区降雨资料及其相互关系,指出大、中洪水大多是上游地区暴雨天气造成:然后,普查历史天气图,对暴雨天气过程分型,并进行了暴雨过程的能量场(T_σ、T_(mk))特征和物理量(各层涡度、散度、垂直速度、水汽输送等)诊断分析,揭示了南盘江流域产生暴雨的物理机制和得到一些暴雨预报指标。为国家重点工程天生桥水电站提供气象依据。     

基于KS检验的高斯混合模型分裂与合并算法

高斯混合模型是有限个独立高斯模型的线性组合,估计其子模型个数是一个重要的研究问题.一类典型的算法是以最短描述长度为目标函数,在迭代过程中通过对子模型进行分裂与合并操作确定子模型个数.这类方法一般采用熵比、KL散度和模型相似度作为分裂和合并的判别准则.但是熵比或KL散度准则对稀疏子模型和凹形子模型过于敏感导致过度分裂,模型相似度准则不能反映合并后模型的高斯拟合优度导致过度合并.在算法的迭代过程中,这些过度分裂与合并操作产生振荡现象.针对估计子模型个数时出现的过度分裂与合并问题,基于KS检验的高斯混合模型的分裂与合并算法选择熵比与KS检验作为分裂的判别准则,模型相似度和KS检验作为合并的判别准则.最后在六个数据集上进行了实验证明算法的有效性.     

非线性系统故障可诊断性量化评价及诊断方法

提出了一种基于Kullback-Leibler(K-L)散度的非线性系统故障可诊断性量化评价和故障检测方法,在仅有系统解析模型的基础上,不依赖于系统故障诊断算法的选取而进行故障的可诊断性评价,从而在设计阶段为提高系统故障诊断能力提供理论依据.首先,以K-L散度方法为基础,对非线性系统进行故障可诊断性的量化评价研究,通过引入蒙特卡罗方法和稀疏内核密度方法,克服了K-L散度计算中残差概率密度函数难以估计和非线性结构的K-L散度计算复杂度高的困难;其次,在系统具有故障可检测性的基础上,通过计算K-L散度的距离差异度,进行非线性系统的故障检测,进而又分析了该方法故障检测的漏报率和误报率;最后,通过仿真实验验证该方法的准确性和有效性.     

基于GSRDPGE算法的转子故障数据集降维方法研究

针对旋转机械故障数据集因高维和信息冗余而导致故障分类困难的问题,提出有效降低数据维数的组稀疏残差判别保持图嵌入算法.首先,该算法改进了类间稀疏编码的方式,得到了更具判别性的类间稀疏权重矩阵;然后,通过加权的方式清除特征集中离群点对稀疏编码的影响;最后,以类内重构散度最小、类间重构散度最大为目标计算最优判别投影矩阵.通过Iris仿真数据集和双跨转子系统的故障数据集对所提算法进行验证,并与其他几种典型降维算法对比,证明该算法能够同时兼顾数据分布状态的全局性和局部性,使故障类别之间差异性更突出,并能够提高故障模式识别准确率.研究表明,该算法可为转子故障智能诊断提供参考依据.     

云南省大理州“2011.7.14”强降水过程诊断分析

 2011年7月14日云南省大理州出现大范围的大雨、暴雨天气过程.本文利用常规气象资料、风廓线雷达资料等,对强降水发生前的天气形势、物理量场特征及风廓线雷达资料特征等进行分析研究.结果表明：季风槽和切变线是这次强降水过程的主要影响系统;深厚的高湿气层的形成,为强降水的发生提供了足够的水汽条件;强降水发生前高层辐散低层辐合形势比较明显;高层的负涡度和强辐散对低层产生抽吸,促使低层辐合上升运动增强,触发对流不稳定能量释放.本州处于中低层不稳定的高能舌内;表征动力热力作用的综合诊断物理量E指数对强降水的落区有较好的指示意义;风廓线雷达资料中负垂直速度对降水出现时间及强度有一定预示作用;信号噪声比与降水强度有很好的对应关系;水平风资料能直观地反映出降水过程中的风场变化特征,强降水出现期间水平风随高度存在明显的不连续现象.     

现代气象资料在飞机颠簸预报中的应用

飞机颠簸是大气中的湍流引起的。本文分析了空气的湍流运动与飞机颠簸的关系,以及空气的散度、涡度、温度平流的变化带来的垂直运动与飞机颠簸的关系,从理论上推断出利用垂直速度场、散度场,涡度场,温度平流场等现代气象资料预报飞机颠簸的可行性。并结合实际资料,对所得结论进行了验证。     

一次爆发性气旋引发的罕见暴风雪过程分析

冬季温带气旋强烈的发展会带来大范围严重的暴风雪天气。针对2007年3月3?5日一次气旋爆发性发展所造成的暴雪、大风和低能见度给辽宁省的交通,特别是航空带来的巨大影响,从大尺度环流背景、气旋移动路径和强度、水汽条件、冷暖空气活动及多种物理量场,对这次气旋的强烈发展及其相关联的垂直环流进行了动力学和热力学的诊断分析。结果表明,大气的强斜压性和其所伴随的冷、暖平流是气旋爆发性发展的主要原因;高位势涡度的下传促进了气旋的强烈发展;气旋中心附近最强的上升运动区基本上是上下垂直的;高、低空急流及相关的高、低空散度场和垂直运动构成了气旋所伴随的强大次级环流;沈阳地区强暴风雪的产生与气旋的强烈发展、偏南风低空急流的水汽输送及气旋内部垂直运动的强弱等密切相关。     

河套地区一次弱降水天气过程的技术反思

该文结合2009年春季巴彦淖尔市的气候背景,利用MICAPS所提供的常规资料、数值预报产品、卫星云图等对高空和地面形势进行了深入分析,同时从涡度、散度、风场、垂直速度等物理量场等进行了诊断,力求探索出2009年4月9~10日各形势预告场均有利于降水、各数值预报降水量级达到中雨、中央气象台精细化指导预报大部为暴雨的情况下,而巴彦淖尔市实际降水为微到小雨的成因。以此进一步强调预报不能过分依赖数值预报、精细化指导预报指导,预报员需在充分把握天气形势的同时要注意物理场的细微变化和配合,结合当地当时的气候特点做出较为准确的预报。     

台风“巨爵”特征及其成因分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料等,采用大尺度环流、天气尺度特征、物理量诊断等方法对1524号台风"巨爵"的强度和移动路径特点进行分析,结果表明:"巨爵"的移动路径与副热带高压、双台风间的相互作用、中纬度西风槽的活动有密切关系,海温、环境垂直风切变及高低层散度场对"巨爵"的强度变化也有较好的预示作用。