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1.
COSMIC数据验证AMSU平流层低层观测的初步分析结果   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
何文英  陈洪滨 《地球物理学报》2009,52(12):2951-2957
基于Global Positioning System (GPS)掩星数据在平流层具有较高准确性、稳定性的优势,本文尝试用新一代GPS掩星观测——the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate (COSMIC)资料验证不同卫星平台上先进的微波探测仪(AMSU)的平流层观测结果.通过COSMIC大气温度廓线与AMSU辐射传输模式结合,得到模拟亮温,然后与AMSU平流层观测进行匹配比较.分析表明GPS掩星数据能够作为一个相对独立的参量检验NOAA15、16、18卫星平台内部的偏差.通过一年数据的比较验证,初步显示不同卫星平台的AMSU观测亮温在平流层低层都偏低,并且NOAA18平台的亮温偏低程度明显大于NOAA15、16.AMSU亮温偏差在极地冬季较为显著,尤其南极地区NOAA18的偏差幅度达到1.8 K.结合24小时内AMSU观测亮温偏差变化及其样本分布特征,可以看到明显的太阳辐射差异可能是导致AMSU观测亮温在极地偏差显著的主要原因.  相似文献   

2.
COSMIC大气掩星与SABER/TIMED探测温度数据比较   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
本文利用2009年1月-2011年12月共3年的COSMIC大气掩星观测数据与SABER/TIMED探测数据开展15~60 km大气温度数据的比较分析研究,计算COSMIC与SABER/TIMED探测温度的绝对偏差(TSABER-TCOSMIC),并统计其平均温度偏差和标准偏差,分析温度偏差随高度、纬度和季节的分布特征,为COSMIC大气掩星与SABER/TIMED探测数据的应用提供更多的参考依据.结果表明:COSMIC与SABER/TIMED数据所反映的温度随高度的变化特征是一致的,数据的大体趋势吻合较好.全球范围的平均温度偏差在38 km左右接近于0 K,在38 km以上,平均温度偏差表现为负的系统性偏差,且随着高度逐渐增大,在38 km以下,平均温度偏差表现为正的系统性偏差,在23 km左右存在极大值,约为2.7 K.COSMIC与SABER/TIMED温度偏差的分布存在着随纬度和季节的变化特征,35 km以下,平均温度偏差在高纬地区和冬季较小,低纬地区和夏季较大,35 km以上,平均温度偏差在高纬地区和冬季较大,低纬地区和夏季较小.温度偏差的标准偏差在低纬地区和夏季较小,高纬地区和冬季较大.纬圈平均的温度偏差在南北半球的分布基本呈对称结构.  相似文献   

3.
风云三号C星微波湿温探测仪的定标和验证   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
风云三号C星(FY-3C)已经于2013年9月23日发射升空,其上装载的微波湿温探测仪(MWHTS)已于9月30日开机正常工作.MWHTS具有对大气温度和湿度垂直分布进行同步探测的能力.MWHTS为跨轨扫描式微波辐射计,在89~191GHz毫米波段内设置了十五个探测通道,其中包括118.75GHz氧气吸收线附近的8个大气温度探测通道,183.31GHz水汽吸收线附近的5个大气湿度探测通道,以及89GHz和150GHz两个窗区通道.设置在118.75GHz的一组毫米波探测通道是国际上业务卫星首次使用的大气探测通道,这组通道和183.31GHz通道对大气进行联合探测,将获得更加精细的大气温湿度垂直分布数据,为数值预报和气候研究提供丰富信息.为保证MWHTS观测资料的定量应用,对仪器性能和定标精度进行了在轨测试.利用MWHTS在轨正常工作后的三个月数据,对仪器在轨定标的基础数据:冷空和黑体计数值,黑体和仪器温度进行监测分析和质量检验,经过质量检验的在轨定标基础数据,结合发射前真空试验得到的非线性订正项在轨定标生成MWHTS观测亮温数据.评估MWHTS在轨辐射定标结果的精度和偏差特性使用了三种方法:1通过场地定标试验获取大气温湿廓线和地面温度等大气参数信息,结合微波逐线正演辐射传输模式MonoRTM(Monochromatic Radiative Transfer Model)模拟MWHTS的上行微波辐射亮温,与MWHTS实际观测结果进行对比分析;2两个通道特性一致的同类星载被动微波载荷同时观测同一目标,观测亮温的差异主要取决于两个载荷的定标系统偏差.选取美国SNPP上搭载的微波探测仪器ATMS作为MWHTS的参考载荷,基于SNO(simultaneous nadir overpass)技术,对两个仪器的观测亮温进行交叉比对,观测亮温时空匹配及均匀性检验的条件为:观测时间差异小于20min,观测像元中心距离小于3km,观测角度在星下点附近差异小于5°,观测像元周围3×3像元内的亮温标准差小于1K;3基于美国国家环境预测中心的全球数据同化系统GDAS(Global Data Assimilation System)数据,利用快速辐射传输模式CRTM(Community Radiative Transfer Model)对MWHTS各通道亮温进行正演模拟,模拟结果(O)和仪器实际观测的亮温(B)之间的差异记为"O-B",对偏差值"O-B"进行统计特征分析.仪器中心频率的变化、正演模式模拟精度和模式输入廓线自身的误差都会对"O-B"产生影响.但是对于首次使用的探测频点而言(如118.75GHz通道),由于国际上没有同类载荷可以进行交叉比对,借助于正演辐射传输模式计算得到"O-B"偏差的分析结果可以在一定程度上反映仪器整体定标情况.外场地定标试验结果显示除通道14外,其他14个通道的亮温差都在1.3K以内;与同类载荷ATMS的在轨观测进行直接交叉比对表明通道14与ATMS的亮温偏差最大,但中心频点一致的5个水汽探测通道的标准差都小于1K;将MWHTS观测结果和正演辐射传输模式模拟结果即"O-B"进行偏差分析显示,靠近118.75GHz吸收线中心的通道2—6"O-B"标准差小于0.5K,其他通道"O-B"标准差和ATMS相应通道的结果相当;MWHTS观测和模拟偏差随角度变化的研究表明通道1,7~13和15观测结果对角度有一定依赖性.  相似文献   

4.
基于WRF和RTTOV模式实现了FY-2D红外模拟亮温图的制作,侧重分析了WRF模式微、宏观云参量模拟误差对FY-2D红外模拟亮温精度的影响.结果表明,在0~48h模拟时效内,本文模拟亮温的均方根误差基本上控制在10~27K,好于以往20~40K的研究结果;在0~24h,各通道模拟与观测亮温值的相关系数均大于0.5;相比其他3个通道,水汽通道模拟性能比较稳定,效果最好.4种云微物理方案的模拟结果均显示云区亮温模拟值偏大,云系分布不够饱满,尤其是在台风区;其中THOM方案的模拟效果最好;数值范围253~273K是各方案存在偏差最大的区间.微观方面,THOM方案的雪水物质混合比远大于其他方案,提高云微物理方案中云中固态水的生成效率或保有量是有必要的,但对亮温模拟影响不大.宏观方面,本文云量诊断方案获得云量数值偏小,对高云诊断方案的改进十分必要,选取精准的云量诊断方案更有利于提高模拟精度.研究结果可为预报员研判未来天气提供了一种更直观的参考资料,也可为开展FY-4红外模拟亮温图制作奠定了技术积累.  相似文献   

5.
风云三号卫星微波观测的临近空间大气扰动特征   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
风云三号C星(FY-3C)同时装载有设置了50~60GHz和118.75GHz附近氧气吸收带内通道的微波大气垂直探测器,可以用于监测临近空间下部的大气温度.本文的首要目的是展示FY-3C微波大气垂直探测器在监测临近空间(尤其是平流层)强重力波扰动中的优势特点.在给出平流层强扰动监测结果的基础上,分析了不同波段不同通道监测平流层大气温度扰动的能力.随后,对比分析了FY-3C大气温度探测通道与国外同类仪器在观测平流层扰动中的异同点,并进一步讨论了不同平台相同大气微波探测通道联合分析平流层扰动过程的能力.本文在统计2013年冬季(2012年12月和2013年1、2月)和2014年夏季(2014年6、7、8月)的微波大气垂直探测器观测的全球平流层扰动出现频率分布的基础上,利用FY-3C微波大气温度探测器分析了格陵兰岛附近2014年1月7—11日一次平流层扰动过程.结果表明,FY-3C微波探测器50~60GHz和118.75GHz波段可用于获取平流层不同高度上的大气温度扰动特征,且前一波段的探测能力显著地优于后一波段.随后,针对2014年1月11日拉布拉多半岛附近的平流层强扰动过程,基于FY-3C的MWTS-Ⅱ与METOP-B的AMSU-A的对比观测表明,MWTS-Ⅱ能够揭示平流层波动更细致的水平结构特征.最后,针对2014年8月10日安第斯山脉附近不同平台仪器的相同通道探测结果的分析表明,多平台联合观测可以进一步提高平流层强扰动监测的时间分辨率.  相似文献   

6.
COSMIC大气掩星开环数据反演方法   总被引:3,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
COSMIC星座GPS无线电掩星探测利用GPS开环接收技术提高低层大气观测数据的质量和对上升掩星事件的跟踪能力.开环掩星观测数据受到GPS导航数据调制的影响,在其数据后处理中必须消除该影响以获得高质量的科学反演结果.利用GPS导航数据调制码数据和利用开环数据本身内在的关系等两种方法可以消除该影响.将上述方法应用于COSMIC的掩星事件个例反演,获得了修复的大气附加相位数据;并利用几何光学近似反演方法和全谱反演方法,获得了射线弯曲角. 全谱反演方法获得的弯曲角及其温度反演结果与COSMIC数据中心的结果一致,说明我们的算法是有效的.  相似文献   

7.
我国上空平流层中微量气体的垂直分布和变化趋势   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
利用1992~2005年卤素掩星试验(HALOE)的观测资料分析了中国上空平流层的几种微量气体(NO, NO2, HF, HCl, CH4, H2O 和O3)混合比的垂直分布和变化趋势,以期为研究平流层的辐射和化学过程提供一些有用的数据. 文中除给出我国上空平流层各高度上平均的各种微量气体的含量外,还给出青藏高原上空这些微量气体的含量. 分析结果表明,平流层各种微量气体混合比的垂直分布有其不同的特征,在对流层上层到平流层底部各种微量气体的混合比分布和季节变化与平流层相比有明显的差异;分析结果还表明,这些微量气体的季节变化、准两年周期振荡和长期变化趋势都很明显,并且在平流层的不同高度上它们的变化趋势是不相同的. 在平流层中层,NO, NO2, HCl 和H2O 混合比在1998年以前都是增加而后则是明显下降的,但O3相反,在1998年以前明显减少,1998年后其减少的趋势不明显. 这表明,近年来平流层中层这些微量气体的减少使得它们对臭氧的破坏有所缓解. 但在平流层下层,臭氧的耗损仍然很明显.  相似文献   

8.
COSMIC掩星数据在平流层的温度特性验证   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对掩星技术的反演精度在上大气层(一般在35 km以上)的验证会受到限制,本文选用2007年1月、4月、7月和10月COSMIC掩星观测的月平均温度数据,与MERRA再分析场和ECMWF再分析场月平均温度数据进行比较,以不同的方式进行对比,主要对20~50 km COSMIC掩星温度资料进行精度和可用性的检验.结果显示...  相似文献   

9.
近地空间环境的GNSS无线电掩星探测技术   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
从GPS/MET计划开始,基于GNSS的无线电掩星技术已成为一种强大的近地空间环境探测手段.截至到目前,已经有20多颗发射的低轨道卫星带GPS掩星接收机,其中COSMIC是首个专门用于掩星探测的卫星星座.这些掩星数据被广泛应用于气象预报、气候与全球变化研究、及空间天气监测和电离层研究.由于COSMIC的成功,相关合作单位目前正积极推动COSMIC-2计划,该计划将总共有12颗卫星,于2016年与2019年各发射6颗.COSMIC-2将携带一个高级的GNSS掩星接收机,它将接受GPS与GLONASS信号,并具备接受其他可获得信号源的能力(如中国北斗定位信号),其每日观测的掩星数量将是COSMIC的4~6倍.同时COSMIC-2还将携带两个空间天气载荷,加强空间天气的监测能力.本文以COSMIC与COSMIC-2计划为主线,对掩星的发展历史、技术要点进行了简单介绍,并简要综述了COSMIC取得的部分科学成果,同时对未来包括技术发展和众多的掩星观测进行了展望.  相似文献   

10.
针对ZH-1卫星朗缪尔探针(LAP)原位电子密度观测数据远小于其他系统观测数据的问题,本文利用COSMIC及COSMIC 2在中纬度地区的掩星数据,得到对LAP数据的校正关系,并进一步利用与ZH-1具有相似飞行高度的Swarm B卫星全球等离子观测数据对校正后的LAP数据进行检验,以评估校正结果的准确性和可靠性.检验结果认为:(1)校正后的LAP数据与Swarm B数据基本一致,两者在中纬度地区符合较好,在赤道地区仍有明显偏差.(2)这一偏差与观测数据值的大小有关,在较小观测值时两者符合较好,较大观测值时差异变大,可能与两个卫星载荷的不同动态响应特性有关.(3)经过线性校正的LAP数据不会改变相对变化关系,但拓展了数据的应用场合.  相似文献   

11.
The stable isotopic composition of materials such as glacial ice, tree rings, lake sediments, and speleothems from low-to-mid latitudes contains information about past changes in temperature (T) and precipitation amount (P). However, the transfer functions which link δ18Op to changes in T or P, dδ18Op/dT and dδ18Op/dP, can exhibit significant temporal and spatial variability in these regions. In areas affected by the Southeast Asian monsoon, past variations in δ18O and δD of precipitation have been attributed to variations in monsoon intensity, storm tracks, and/or variations in temperature. Proper interpretation of past δ18Op variations here requires an understanding of these complicated stable isotope systematics. Since temperature and precipitation are positively correlated in China and have opposite effects on δ18Op, it is necessary to determine which of these effects is dominant for a specific region in order to perform even qualitative paleoclimate reconstructions. Here, we evaluate the value of the transfer functions in modern precipitation to more accurately interpret the paleorecord. The strength of these transfer functions in China is investigated using multiple regression analysis of data from 10 sites within the Global Network for Isotopes in Precipitation (GNIP). δ18Op is modeled as a function of both temperature and precipitation. The magnitude and signs of the transfer functions at any given site are closely related to the degree of summer monsoon influence. δ18Op values at sites with intense summer monsoon precipitation are more dependent on the amount of precipitation than on temperature, and therefore exhibit more negative values in the summer. In contrast, δ18Op values at sites that are unaffected by summer monsoon precipitation exhibit strong relationships between δ18Op and temperature. The sites that are near the northern limit of the summer monsoon exhibit dependence on both temperature and amount of precipitation. Comparison with simple linear models (δ18Op as a function of T or P) and a geographic model (δ18Op as a function of latitude and altitude) shows that the multiple regression model is more successful at reproducing δ18Op values at sites that are strongly influenced by the summer monsoon. The fact that the transfer function values are highly spatially variable and closely related to the degree of summer monsoon influence suggests that these values may also vary temporally. Since the Southeast Asian monsoon intensity is known to exhibit large variations on a number of timescales (annual to glacial–interglacial), and the magnitude and sign of the transfer functions is related to monsoon intensity, we suggest that as monsoon intensity changes, the magnitude and possibly even the sign of the transfer functions may vary. Therefore, quantitative paleoclimate reconstructions based on δ18Op variations may not be valid.  相似文献   

12.
黄智  袁洪 《地球物理学报》2016,59(7):2333-2343
利用2007—2013年电离层测高仪位于磁赤道观测站Jicamarca (11.95°S,76.8°W,地磁纬度为1°N)的垂测数据和COSMIC掩星反演电离层资料,分析了不同太阳活动条件下两种探测技术获取电离层特征参数峰值密度NmF2和峰值高度HmF2的相关性,同时也探讨了国际参考电离层模型IRI输出参数与测高仪垂测数据的相关性.此外,进一步分析了COSMIC掩星和IRI模型在不同地方时高估或低估垂测参数的分布特征.结果表明:(1)由COSMIC掩星反演和IRI模型输出参数NmF2与测高仪垂测值NmF2得到的相关系数都在0.8以上.太阳活动低年COSMIC探测得到的NmF2相关性高于太阳活动高年得到的结果,但IRI模型在太阳高年得到的NmF2相关性好于太阳活动低年的计算结果.(2) 由COSMIC掩星反演和IRI模型输出的HmF2与测高仪垂测值HmF2在春秋季得到的相关性较高,夏季的相关性最弱.由COSMIC掩星探测HmF2得到的季节和时间相关系数大都集中在0.8和0.6以上,但由IRI模型得到的HmF2相关性降低,特别是太阳活动低年的夏季和傍晚其相关系数低于0.3.(3)太阳低年COSMIC掩星和IRI模型白天时段大都高估、夜间至凌晨前后低估电离层参数NmF2和HmF2;但太阳活动高年NmF2在地方时午夜后则呈现高估的特点.相关结果为未来IRI模型的进一步完善以及低纬地区电离层同化模式研究提供参考.  相似文献   

13.
New measurements of high field magnetisation (Is), remanence (Is), and coercive force (Hc) are presented between 4 and 300 K for x = 0.4, 0.5, 0.6 and 0.8 (Fe3−xTixO4). For x = 0.4 a pronounced minimum is found at T100 K and for X = 0.5 and 0.6 broad minima occur around T200 K, apparently coinciding with the temperature for K10. The magnetic properties below T60 K ar complex and were found to be significantly changed by cooling in the presence of a high magnetic field. With no applied field during cooling, a distinct decrease in Is is observed for T60 K, at which temperature there is a peak in the value of Irs. The effe cooling is to eliminate the sharp decrease in Is, reduce Hc and to increase Irs below 60 K to a value the peak value, giving essentially a square hysteresis loop. The results are interpreted in terms of a form of crystallographic phase transition coupled to the magnetisation direction, possibly by the magnetostriction. Square hysteresis loops in ferrites have been explained by the presence of Jahn-Teller ions and, in the present case, the low temperature of the observed effect may be a consequence of the weak Fe2+ Jahn-Teller ion coupled to other effects such as spin-lattice coupling.

Details of this work can be found in Schmidbauer, E. and Readman, P.W., 1982. Low temperature magnetic properties of Ti-rich Fe---Ti spinels. J. Magn. Magn. Mat., 27: 114–118. A paper reporting further work on Fe2.4Ti0.6O0.4 is in preparation.  相似文献   


14.
利用曲靖非相干散射雷达2017-2018年春夏季观测数据首次分析了电离层日间150~450km电子温度的地方时与高度变化特征及其与电子密度的相关性.发现hmF2及以上的电子温度在日出日落时具有两个峰值,在11∶00-16∶00LT之间变化较小,高度越高午后上升的时间越早;从150km开始迅速增加,在约220km达到最大值,然后开始降低,在约300~350km达到最小值,最后单调上升;200km以下电子温度与电子密度成正相关(主要由热传导控制),200~450km之间存在明显的反相关(光电离过程占主导),电子-离子温度差与电子密度对数之间存在近似线性关系,电子温度逐日变化与光电离因子的变化趋势相似,这种相关性在中午与午后更明显;以上结果与其他非相干散射雷达观测和电离层模型计算结果基本一致,但也存在一些差别,需要结合更多数据深入分析.  相似文献   

15.
The elastic moduli of ScAlO3 perovskite, a very close structural analogue for MgSiO3 perovskite, have been measured between 300 and 600 K using high precision ultrasonic interferometry in an internally heated gas-charged pressure vessel. This new capability for high temperature measurement of elastic wave speeds has been demonstrated on polycrystalline alumina. The temperature derivatives of elastic moduli of Al2O3 measured in this study agree within 15% with expectations based on published single-crystal data. For ScAlO3 perovskite, the value of (∂KS/∂T)P is −0.033 GPa K−1 and (∂G/∂T)P is −0.015 GPa K−1. The relative magnitudes of these derivatives agree with the observation in Duffy and Anderson [Duffy, T.S., Anderson, D.L., 1989. Seismic velocities in mantle minerals and the mineralogy of the upper mantle. J. Geophys. Res. 94, 1895–1912.] that |(∂KS/∂T)P| is typically about twice |(∂G/∂T)P|. The value of (∂KS/∂T)P for ScAlO3 is intermediate between those inferred less directly from V(P,T) studies of Fe-free and Fe- and Al-bearing MgSiO3 perovskites [Wang, Y., Weidner, D.J., Liebermann, R.C., Zhao, Y., 1994. PVT equation of state of (Mg,Fe)SiO3 perovskite: constraints on composition of the lower mantle. Phys. Earth Planet. Inter. 83, 13–40; Mao, H.K., Hemley, R.J., Shu, J., Chen, L., Jephcoat, A.P., Wu, Y., Bassett, W.A., 1991. Effect of pressure, temperature and composition on the lattice parameters and density of (Mg,Fe) SiO3 perovskite to 30 GPa. J. Geophys. Res. 91, 8069–8079; Zhang, Weidner, D., 1999. Thermal equation of state of aluminum-enriched silicate perovskite. Science 284, 782–784]. The value of |(∂G/∂T)|P for ScAlO3 is similar to those of most other mantle silicate phases but lower than the recent determination for MgSiO3 perovskite [Sinelnikov, Y., Chen, G., Neuville, D.R., Vaughan, M.T., Liebermann, R.C., 1998. Ultrasonic shear wave velocities of MgSiO3 perovskite at 8 GPa and 800K and lower mantle composition. Science 281, 677–679].

Combining the results from the previous studies and current measurements on ScAlO3 perovskite, we extracted the parameters (q and γ0) needed to fully specify its Mie–Grüneisen–Debye equation-of-state. In this study, we have demonstrated that acoustic measurements of KS(T), unlike V(P,T) data, tightly constrain the value of q. It is concluded that ScAlO3 has ‘normal’ γ0 (1.3) and high q (3.6). The high value of q indicates that ScAlO3 has very strong intrinsic temperature dependence of the bulk modulus; similar behaviour has been observed in measurements on Fe- and Al-bearing silicate perovskites (Mao et al., 1991; Zhang and Weidner, 1999).  相似文献   


16.
利用北半球40°N~50°N纬度带上HALOE实验测量的O3和H2O廓线资料,根据示踪成分O3和H2O空间分布的化学寿命以及输运特征时间常数等性质,在等熵坐标中构建了对流层顶附近及最低平流层300~390 K等熵面间,O3/H2O混合关系的结构形态和季节特征.结果表明: (1) 在对流层顶转换层的320~380 K等熵面间O3混合比廓线的斜率具有空间转折"突变",而H2O混合比廓线的斜率则出现空间渐变转折.在对流层顶附近O3和H2O的源分别是平流层与对流层,使O3混合比和H2O混合比在320~380 K等熵面的两侧显现出截然不同的垂直分布梯度.(2) 在对流层顶附近O3/H2O达到最小二乘意义上的最佳拟合时,两者参考关系的对流层支与平流层支呈现出非规则"L"结构形态的季节与季节内变化,其中对流层支的斜率为负,而平流层支的斜率可随季节出现正负变化.同时,由"L"形态的转角处可确定随季节变化的化学对流层顶(chemopause)特征.(3) 由O3/H2O混合关系反映出对流层不同区域空气携带的物质成分分别与平流层空气混合而形成混合层,而且可使混合层的混合线不恒定.混合层的表现在2003年、2005年1月和2003年4月的混合程度相当,混合的等熵厚度大约是30 K,即在320~350 K等熵面间.2005年11月的混合高度有所增高,进入平流层的H2O混合比要比2003年和2005年1月的小,混合的等熵厚度大约为30 K,在330~360 K等熵面间.不同季节混合的等熵厚度变化较小,但高度可随季节而变化.O3/H2O混合关系的平流层支随季节的变化很明显,1月最低平流层空气脱水是引起平流层支季节变化的重要原因.  相似文献   

17.
It is shown that the common response spectrum method for synchronous ground motion can be extended to make it applicable for earthquake response analyses of extended structures experiencing differential out-of-plane ground motion. A relative displacement spectrum for design of first-story columns SDC (T, TT, ζ, ζT, τ, δ) is defined. In addition to the natural period of the out-of-plane response, T, and the corresponding fraction of critical damping, ζ, this spectrum also depends on the fundamental period of torsional vibrations, TT, and the corresponding fraction of critical damping, ζT, on the “travel time,” τ (of the waves in the soil over a distance of about one-half the length of the structure), and on a dimensionless factor δ, describing the relative response of the first floor. The new spectrum, SDC, can be estimated by using the empirical scaling equations for relative displacement spectra, SD, and for peak ground velocity, vmax. For recorded strong-motion acceleration, and for symmetric buildings, the new spectrum can be computed from Duhamel's integrals of two uncoupled equations for dynamics equilibrium describing translation and rotation of a two-degree-of-freedom system. This representation is accurate when the energy of the strong-motion is carried by waves in the ground the wavelengths of which are one order of magnitude or more longer than the characteristic length of the structure.  相似文献   

18.
Numerical models are systematically presented for time-dependent thermal convection of Newtonian fluid with strongly temperature-dependent viscosity in a two-dimensional rectangular box of aspect ratio 3 at various values of the Rayleigh number Rab defined with viscosity at the bottom boundary up to 1.6×108 and the viscosity contrast across the box rη up to 108. We found that there are two different series of bifurcations that take place as rη increases. One series of bifurcations causes changes in the behavior of the thermal boundary layer along the surface boundary from small-viscosity-contrast (SVC) mode, through transitional (TR) mode, to stagnant-lid (ST) mode, or from SVC mode directly to ST mode, depending on Rab. Another series of bifurcations causes changes in the aspect ratio of convection cells; convection with an elongated cell can take place at moderate rη (103–105.5 at Rab=6×106), while only convection of aspect ratio close to 1 takes place at small rη and large rη. The parameter range of rη and Rab for elongated-cell convection overlaps the parameter range for SVC and ST modes and include the entire parameter range for TR mode. In the elongated-ST regime, the lid of highly viscous fluid along the top boundary is not literally ‘stagnant’ but can horizontally move at a velocity high enough to induce a convection cell with aspect ratio much larger than 1.  相似文献   

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