城市建筑物对城市边界层三维结构影响的数值模拟

设计了一个考虑城市建筑物动力作用和人为热量影响的城市边界层参数化方案(UBP),并将之耦合到新一代中尺度模式WRF中.利用WRF/UBP模式对北京地区夏季晴空下边界层结构进行了数值模拟分析,并与不考虑建筑物及人为热源影响的MYJ方案的模拟结果进行对比.结果表明, UBP方案模拟的边界层结构反映了城市下垫面作用下的边界层结构特征,近地面层风场和温度场的模拟与自动气象站的观测结果更为接近.人为热源使得城市热岛效应增强,诊断分析显示由于夜间为稳定边界层,而白天边界层发展,湍流输送加强,热岛效应的日变化与人为热源的日变化有明显的反相关.另外,对湍流动能和边界层高度也进行了对比分析,发现城市建筑物使得湍流动能增加,夜间边界层高度有明显升高.研究表明,考虑了建筑物影响的UBP方案大大改善了模式对于城市近地面要素的模拟能力,对城市边界层的描述更为合理.     

北京地区夏季气溶胶光学厚度反演

基于6S模型对比分析了3种大气气溶胶模式在北京地区夏季气溶胶光学厚度反演中的适用性.首先下载Terra-MODIS L1B夏季空间分辨率为1,km的数据,基于城市型、大陆型、海洋型3种标准大气气溶胶模式生成了3套查找表,利用暗像元法,反演得到了北京地区夏季大气气溶胶光学厚度.然后利用AERONET提供的实测陆地气溶胶光学厚度对反演结果进行精度验证.结果表明:海洋型和大陆型气溶胶模式反演的气溶胶光学厚度与地基数据相关性较高,相关系数分别为0.806,6和0.766,4;而城市型气溶胶模式反演的气溶胶光学厚度与地基数据存在明显差异,相关系数仅为0.482,5;将晴天和雾霾天气反演结果与地基数据进行对比,可以看出在天气晴朗时北京地区采用海洋型气溶胶模式反演气溶胶光学厚度更为准确.     

基于数值模拟的云南省风能资源分布研究

 介绍了利用中尺度气象模式MM5和小尺度诊断模式CALMET组成的风能资源数值模拟模式系统,模拟了2009年6月1日-2010年5月31日1个完整年,1 km水平分辨率下各高度层的风速、风功率密度,给出了云南省风能资源数值模拟分布图.利用云南省4座测风塔的同期实测资料对模拟结果进行验证.最后对云南省风能资源的进一步开发提出了建议.     

沙尘重粒子在对流边界层中的扩散模拟

用拉格朗日随机模式(Lagrangian Stochastic Model)结合大涡模拟所得对流边界层三维湍流场的时间序列,研究沙尘类重粒子在大气中的扩散特性.对地转驱动风速为0、2、4 m·s-1的对流边界层情况和重粒子落速为0.2、0.4、0.6 m·s-1的情况(对应沙尘粒子直径约53、80和104 μm)分别进行模拟,并与被动粒子扩散的情况进行比较.模拟的被动扩散情况与水槽实验及前人的数值研究结果相符甚好.对重粒子扩散的模拟结果显示了2方面的内容.一方面,较小的颗粒(53 μm)在边界层中的扩散特征与被动扩散接近,较大的颗粒(104 μm)则不易扩散到边界层上层,这与经验直观的情况相符.另一方面,若保持其他条件相同,较强的平均风有利于较重的粒子在边界层中的沉降,这一结果有待观测验证.     

WRF模式陆面过程和边界层方案对鄱阳湖湖效应降水模拟的影响

利用中尺度数值模式(水平分辨率1.67 km),按照4种常用边界层方案和5种常用陆面过程方案的线性组合构建了20组试验,对2015年8月13日02:00-09:00的鄱阳湖湖效应降水过程进行了模拟和分析.结果表明,鄱阳湖湖效应降水对边界层方案和陆面过程方案的选择较为敏感. 20组试验中T8(MYNN2边界层与Noah陆面)、T10(MYJ边界层与RUC陆面)、T11(QNSE边界层与RUC陆面)、T13(YSU边界层与Noah-MP陆面)和T16(MYNN2边界层与Noah-MP陆面)组合较好地模拟了此次鄱阳湖湖效应降水过程,模拟回波与实况回波的TS评分接近或超过0.4; T3(QNSE边界层与TD陆面)、T15(QNSE边界层与Noah-MP陆面)和T19(QNSE边界层与PX陆面)几乎没有模拟出湖效应降水的信号, TS评分小于0.03,其他试验模拟的湖效应降水过程明显偏弱或偏南. MYJ和MYNN2边界层方案, RUC和Noah-MP陆面过程方案能较好地模拟鄱阳湖湖效应降水的信号.对不同试验模拟结果的分析发现,模拟性能较好的试验(T10、T11和T13等)主要是因为成功地模拟出了有利于湖效应降水发展的感热、潜热通量和10 m风;模拟性能较差的试验(T19等)则未能模拟出有利的感热通量和10 m风(感热通量加热和10 m风辐合有利于激发边界层内的上升运动).     

京津地区夏季大气局地环流背景研究

用非静力平衡的中尺度模式ARPS 5.0IHOP5,模拟京津地区夏季边界层大气的背景流场,同时用风场诊断模式和实际观测资料获取该地区2004年夏季1个月(8月)的逐时低层大气流场,作为模拟结果的比对.通过对模拟流场的分析,得出以下结论:京津地区夏季受昼夜循环的山谷风、海陆风影响明显,山谷风的最大影响范围可以覆盖区域内的平原地区,海陆风的影响可以伸展入陆地100 km左右.在这两个环流的影响下,区域内主导风向出现更替,下午至上半夜主导风向为偏南风,下半夜至上午为偏北风.凌晨风向更替过程中可以在山前出现一条汇聚带.     

海南岛地区大气边界层高度的时空变化特征

利用WRF模式模拟分析海南岛及其邻近海区的大气边界层高度时空变化特征.结果表明,海南岛春夏季北部开阔地区平均边界层较高,约500～600 m;秋冬季海岛的西北-东-东南沿岸的半环绕地带平均边界层较高,约500～700 m;岛内中南部山区平均边界层高度较低且季节变化不大,数值约200～500 m.各季盛行风向及海风发展因素与平均边界层的空间分布之间有良好的对应关系.海岛周边海区秋冬季平均边界层高度约500～800 m,春夏季约100～500m,呈秋冬季高、春夏季低的季节变化特征.岛内边界层高度最大值出现在春夏季,可达1800m以上;沿岸地区边界层高度最大值出现在秋冬季,约1300～1500m.海南岛岛内区域具有典型的陆面大气边界层日变化规律;沿海地带受盛行风向的影响,向岸流和离岸流时边界层日变化分别表现为海洋性和陆地性的特点.     

城市冠层模式对城市气温模拟的改进

建立了一个城市冠层模式,并将该模式耦合在精细城市边界层预报模式中.城市冠层模式对城市地区地面气温夏季和冬季的模拟情况均优于传统平板模式的模拟结果,尤其是夜间地面气温的量值及变化趋势.城市冠层模式详细的考虑城市冠层建筑物三维结构对长短波辐射的作用以及热量存储能力.建筑物密集地区冠层地表反照率要低于建筑物相对稀疏地区,以北京地区的模拟为例,古观象台地表反照率夏季为0.167,冬季为0.163,南郊观象台夏季反照率为0.170,冬季为0.167.城市冠层模式能够较为准确的模拟城市地区地表能量平衡关系,白天净辐射通量要大于平板模式模拟结果,大多数能量存储在冠层三维结构中,感热通量较低;夜晚冠层释放存储的热量加热冠层表面,冠层通过向上的感热通量传输加热上部大气,夜间感热通量表现为正值.     

TJ-2风洞大气边界层被动模拟方法的研究

在风洞中正确复现大气边界层流动特性 ,是风洞试验结果可信的必要条件 .据此总结了在同济大学ＴＪ - 2风洞中模拟缩尺比为 1/ 50 0的大气边界层Ａ ,Ｂ ,Ｃ ,Ｄ4类流场的试验研究工作 ,全面考虑了风速剖面、湍流度剖面、脉动风功率谱和湍流尺度 4项指标 ,为进一步进行风洞试验工作提供了基础TJ-2风洞大气边界层被动模拟方法的研究@黄鹏 @全涌 @顾明     

一个区域PBL模式建立与应用研究

建立了一个高空间分辨率的非静力E－ε闭合PBL模式,适用于复杂下垫在扌的区域（水平尺度在几公里到几百公里,时间尺度在几分钟到几天之间）,较精细地模拟下垫面动力、势力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征,用以满足城市化和区域化的空气质量预测模拟需要,将模式运用于3个下垫面复杂的区域进行诊断和预报模拟,结果表明模式能较好地模拟复杂下垫面热力和动力作用下的边界层三维风、温、湿、及湍流场的结构和特征,模拟结果与观测资料一致。     

试论道德场的本质

道德场的本质在于,道德是一种场存在,道德场是道德情境中的诸因素相互作用的空间,道德主体是道德场所有场态物质中最根本、最活跃、最具能量的场态物质,道德场是心理场、情境场和社会场交互作用的产物.     

大气的熵场分析

天气学天气预报经历着气压场分析方法，能量场分析方法和我们提出的熵场分析方法。气压场分析法，只适用于干空气；能量场分析法，只对于平衡系统适用。而大气是一个开放的非平衡系统，只有熵场分析才能解决问题。     

两类电场和两类磁场

通常意义上的电流激发磁场和变化的电场激发磁场,本质上都是运动电荷产生磁场。变化的感生电场激发的磁场则属另一类磁场,这样界定两类磁场才比较妥当。     

考虑解吸扩散过程的煤层气流固 耦合渗流研究

煤层甲烷运移包含解吸、扩散和渗流过程,同时又存在渗流场、变形场和应力场的动态耦合作用。本文建立考虑解吸、扩散过程的气、水两相渗流场与煤岩体变形场以及物性参数间耦合作用的多相流体流固耦合渗流模型并进行了数值模拟,通过试井资料的实际数据与流固耦合模型的数值模拟的结果比较表明流固耦合模型比较接近实际。     

域的理论中两个命题的逆命题的反例

“有限域的特征是素数p。”“有限扩域是代数扩域。”是域的理论中两个大家熟知的命题。构造了两个例子,从而证明了这两个命题的逆命题不真。     

BCI—域的分类定理

引入了ＢＣＩ—域的概念，并主要证明了：ＢＣＩ—域仅有广义结合ＢＣＩ—域（域的一种减法刻划）和ＢＣＫ—域两种类型。     

均匀电磁场中带电粒子的运动学特性

通过对不同电磁场环境中的带电粒子受力情况研究带电粒子的运动规律。带电粒子只受电场或只受磁场作用时,其运动轨迹分别是抛物线或螺旋线。当带电粒子受电磁场作用时(带电粒子初速度、电场与磁场两两相互垂直或磁场垂直于初速度与电场构成的平面且初速度与电场成任意角度),得出带电粒子的运动方程。     

Fermat定理的几种证明

Fermal 定理是初等数论中的一个著名定理。本文给出了这一定理的几种不同的证明方法。     

论王国维的“境界”说

“境界”说是王国维艺术理论和美学思想的核心,与传统的“意境”理论相比,王国维更重视诗歌客观、真实、自然方面的特征。王国维还提出了关于“境界”说的几对范畴,从微观角度展示了“境界”说深刻而丰富的意蕴。     

多场耦合下的粉末成形固结理论及关键技术

为了探索高致密、高性能、高精度、短流程和低成本的粉末成形固结技术,分别对温度场与应力场和电磁场、温度场与应力场等不同场耦合下的粉末成形固结理论及关键技术进行了研究.利用研制出的侧压力直接动态测量装置,揭示了温度场与应力场耦合作用下的铁基粉末致密化机理,并在此基础上,实现了对温度场与应力场耦合下的粉末成形过程的数值模拟,确立了温度场与应力场耦合下铁基粉末的成形固结工艺.同时,研制出了一套电场、磁场、温度场与应力场多场耦合的粉末成形固结设备,确立了铁基、WC基等粉末在多场耦合作用下的成形与烧结工艺,揭示了多场耦合成形的烧结机理,实现了对电磁场、应力场耦合下的温度场的数值模拟.