太湖风生环流及黏性泥沙输运的三维数值模拟

太湖水体浊度是浮游植物接受光照强度的重要影响因子,而浊度主要受到悬浮泥沙浓度的影响.综合风生流及波浪两方面的因素,采用三维风生流泥沙输运模型对太湖泥沙输运进行了数值模拟研究.将模型模拟结果与实测太湖风生环流及太湖含沙量资料进行了对比分析.验证结果表明,三维风生流泥沙模型基本反映了太湖风生环流及泥沙输运的特点,能为太湖水生态系统模拟提供技术基础.     

开发海洋 保卫海疆

 海洋是生命的摇篮和人类最后的边疆,大海中蕴含着丰富的生物和矿产资源,随着地球上人类的繁衍生息,陆地资源的消耗,向大海索取能源、食物和矿产,已成为今天人类生产活动的一个重要方面;同时,海洋和大气热量的交换,影响着地球上气象的变化,所谓“厄尔尼诺”和“拉尼娜”现象,是由于东南太平洋海域海水温度的变化,所引起的地球上大气环流发生变化而产生,因此,监测海洋水文、气象的变化,也已是当今地球上气象预报的关键环节.     

南海海洋环境数值预报试验平台

本项目建立了针对南海区域的南海海洋环境数值预报试验平台（Experimental Platform of Marine Environment Forecasting,EPMEF）。该平台由区域大气模式、区域海洋环流模式和波浪模式组成。其中大气模式采用国际先进的WRF（The Weather Research and Forecasting）模式,     

日本福岛放射性污染物在北太平洋海水中的输运模拟与预测

针对2011年3月11日地震和海啸引发的日本福岛核电站放射性污染物泄漏事件,利用ROMS海洋模式对北太平洋海洋环流进行了模拟,并在该海洋环流数值模拟结果基础上,对核泄漏物质在海洋中的输运过程进行了10年的中长期模拟和预测.模拟结果显示:放射性污染物通过北太平洋低位涡水的输运通道到达我国近海的时间约为12年;表层放射性污染物随着海流最远输运到140°W后便分为南北两支,南支随着赤道流系向西输运,可以影响到菲律宾以东洋面,北支到达北美西海岸后随沿岸流向南北输运,北向输运可以影响到白令海峡;200m层的放射性污染物进入海洋后的输运分为3个部分:一部分沿深层海水流动向西南输运;一部分随低位涡水团输运影响台湾以东海区;还有一部分随黑潮延伸体向东输运,并分为两支,其中一支会输运到北美西海岸,另外一支向南影响到夏威夷岛周围海域.最后,结合污染物漂移扩散模型估算了放射性污染物在海洋中的浓度扩散趋势:放射性同位素137Cs的浓度高值区逐渐向东移动,2年后可达太平洋海盆中部,8年后可达北美西海岸,虽然影响范围不断扩大,但其极值浓度在不断降低.     

1979—2018年冬季京津冀区域大风日环流型的聚类分析

利用1979—2018年冬季(12月—次年2月)地面台站的逐日风速和ERA-Interim再分析资料,分析了冬季京津冀区域性大风的变化及其天气环流型. 结果显示,在1979—2018年期间,共计出现区域性大风事件285 d,近40 a大风天气出现的频次以?0.96 d·(10 a)?1(P<0.05)趋势减少. 层次聚类结果显示,导致区域性大风的主要天气环流型有2类:一类环流型事件为110 d,突出特征是欧亚大陆中高纬地区500 hPa位势高度场异常,沿西北–东南方向呈“负-正-负-正-负”分布,合成分析表明其异常信号从上游地区出现、东移、消失于西北太平洋地区,可持续近15 d;另一类环流型事件有175 d,对应的欧亚大陆地区环流异常自西向东呈“正-负-正-负-正”分布,异常信号可持续近18 d. 合成显示,京津冀地区2类天气环流型在对流层中低层均为低压异常,同时近地面有异常强的偏北风和低温. 1979年以来,这2类天气环流型的频次都在显著减少,前者的线性趋势是?0.72 d·(10 a)?1 (P<0.01),后者趋势是?0.23 d·(10 a)?1 (P<0.5),这说明第一类天气型频次的减少可能是近40 a京津冀地区大风事件下降的主要原因.      

基于固态变压器逆变级并联的环流抑制控制策略

作为能源路由器的固态变压器是能源互联网中的关键电气设备。为了解决高比例、大功率的含固态变压器的分布式电源并网问题,本文提出了固态变压器输出级逆变器并联的解决方案。而固态变压器输出级并联会产生子系统间的零序环流。针对这个问题,本文将反步控制运用在空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)中的控制策略中调整SVPWM零矢量分配,从而达到减小零序环流的目的。仿真结果表明采用的控制策略能够有效减小逆变器并联所产生的子系统间零序环流,从而可以提高固态变压器并网容量。     

忻州市初春一次强降温天气特征分析

利用天气环流形势和各种物理量场特征,分析了忻州市2012年3月11日出现的强降温天气过程,探讨了此次天气过程形成的原因,为进一步提高寒潮预报准确率提供借鉴。     

宁夏冬季气温变化与大气环流异常的关系

利用1961~2015年冬季(12月到次年2月)宁夏20个气象站月平均气温资料,NCEP/NCAR发布的500 h Pa位势高度场和海平面气压场,200 h Pa、850 h Pa风场月平均再分析资料,运用线性倾向估计、M-K法及合成分析等方法,在研究宁夏冬季平均气温的年际变化及年代际变化特征的基础上,分突变前后的冷、暖期时段进一步分析大气环流场不同影响因子与宁夏冬季气温异常的关系,揭示宁夏冬季气温异常的成因。结果表明:(1)宁夏冬季平均气温由冷变暖的趋势非常显著,在1985年之前为冷期,1985年以后为暖期;冬季平均气温年代际变化在20世纪增暖趋势显著,21世纪后上升趋势趋于平缓。(2)不仅500 h Pa位势高度场的乌拉尔山高压脊和西太平洋副高是影响宁夏冬季气温异常的主要系统,海平面气压场的西伯利亚高压也是影响宁夏冬季气温异常的关键系统;高低空的偏北气流和偏南暖湿气流异常流场也对宁夏冬季气温变化造成一定影响。     

环流泡沫分离在硫化氢吸收-硫磺回收工艺中的应用

为高效率地脱除H2S液相氧化还原得到的硫磺,开发了气升式二级环流泡沫分离反应器。以含有硫磺的脱硫溶液为模拟体系,测量了气速、表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量流量、泡沫相高度和鼓泡相高度比、pH等对硫磺泡沫分离效果的影响。结果表明:低气速有利于泡沫分离;硫磺回收率随表面活性剂SDBS质量流量的增大先增大后基本不变,又随泡沫相和鼓泡相高度比下降而增大;在pH 8~10范围内,分离效果良好。优化条件下,硫磺回收率可达97.43%。     

世纪之争:海洋是否为"热机"?——Sandstr(o)m猜想发表一百周年侧记

传统的理论认为,热盐环流是由低纬度加热、高纬度冷却驱动的热机.这个理论遇到了新的挑战,新的理论认为海洋把热能转化为机械能的效率极低,所以热盐环流不是热机,而是由风和潮汐提供机械能驱动的热量(或其他物理量)运输机.海洋是否为"热机"的论战之所以"复兴",是因为这事关对海洋在气候系统中的作用.海洋是否是热机这个问题可溯源到1908年Sandstr(o)m发表的实验结果,这是首次为揭示大洋深海环流驱动机制提出的一个猜想假说(常被称为Sandstr(o)m定理),并发表了实验结果.那时的人类社会可能关心的只是天气现象,现在则更加关注气候变化.不言而喻,这场争论结束之日,就是人类破解海洋环流奥秘之时.值Sandstr(o)m实验100年之际--2008年--也恰是Bjerknes环流定理发表110年,谨撰此文,以期从寻觅先行者的认识足迹中启迪来者.