一个海气耦合模式模拟的云辐射过程   总被引：2，自引：0，他引：2  

汪方  丁一汇  徐影 《气象学报》2005,63(5):716-727

利用NCC/IAP T63海气耦合模式进行了20 a积分,详细分析了模式对云量及其辐射影响的模拟能力。结果表明,模式能够模拟出云量分布的基本特征,但同ISCCP卫星观测资料及ERA再分析资料相比还存在较大的差距,总体表现为模拟的云量偏小,尤其是海洋上部分地区出现了异常的低值区。通过对云量方案的改进,明显改善了两大洋东岸、夏半球副热带到中纬度海洋上空低云的模拟。但模式对热带印度洋到西太平洋地区云量的模拟仍然存在明显的偏差,这主要是由于模式对该地区强对流云模拟能力差,造成该地区高云模拟存在较大的误差。对辐射及其云辐射强迫的分析表明,模式对长波及其云辐射强迫的模拟要明显好于短波。短波辐射模拟的偏差主要是由于短波云辐射强迫模拟过小、耦合模式对积雪和海冰模拟较差、以及未考虑气溶胶的影响等原因共同引起的;而长波辐射模拟的差距主要是云量以及下垫面温度模拟不足造成的。相应于云量方案的改进,两大洋东岸、夏半球副热带到中纬度海洋上辐射(尤其是短波辐射)的模拟有了明显的改善,这也明显改进了这些地区的净辐射模拟。  相似文献   

四川省地文景观和水域景观资源分类方案研讨     

曹俊  郭建强  宁志中  陈斌  彭东 《四川地质学报》2020,40(1):169-172,176

四川省位于我国西南腹地、长江上游和我国陆地三级阶梯中的一、二级阶梯之间,由于地质构造和地貌的独特性、复杂性和多样性,所形成的地文景观和水域景观等自然景观丰富、类型多样,成为中国乃至全世界地质景观最为丰富、最具特色的地区之一,按2017年底发布实施的《旅游资源分类、调查与评价》分类方案不能很好地反映出四川省地文景观和水域景观特色与亮点,为此,在充分研究国标基础上,结合其他相关规范以及全省地文景观和水域景观特色,依据资源现存状况、形态、特性、特征主要分类原则将地文景观和水域景观划分为8亚类34基本类型,其中前者4亚类21基本类型、后者4亚类13基本类型,与国标相比,取消了四川没有的海面1个亚类及其相应的3个基本类型以及不便于识别的垂直自然带1个基本类型,划分的基本类型与国标一致的有16个、修改完善的有7个、新增加的有11个。对四川景观资源分类方案进行研讨。  相似文献   

考虑强震激励的某核岛厂房非岩性地基不同处理方案的对比研究          下载免费PDF全文

尹训强  刘小蒙  王桂萱 《地震工程学报》2017,39(3):443-451

如何选取非岩性地基的处理方案对于不满足抗震适应性要求的核岛厂房地基而言具有重要的工程实用价值。结合国内某内陆核电不符合抗震适应性要求的实际厂址条件,给出地基处理方案评价的数值计算模型及分析过程。首先针对该核电工程实际项目,提出嵌岩桩、CFG桩及水泥土搅拌桩三种地基预处理方案,并以规范法验证处理后地基的承载力要求;进而通过建立非岩性地基条件下的桩-土-结构动力相互作用计算模型来综合考虑各方案对核岛厂房的地震响应影响,其中通过引入黏性人工边界和能量传递边界模拟无限地基辐射阻尼效应,采用等效线性法描述近场地基非线性特征,并基于上述有限元模型以全耦合方式考虑群桩效应的影响;最后从满足厂址地基适应性和经济效益两方面进行综合评价,给出针对本工程的最佳设计方案。该分析方法及研究成果可为类似条件下的核岛厂房非岩性地基处理方案的比选问题提供借鉴与参考。  相似文献   

基于优化有限差分和混合吸收边界条件的三维VTI介质声波和弹性波数值模拟          下载免费PDF全文

徐世刚  刘洋 《地球物理学报》2018,61(7):2950-2968

传统有限差分系数是通过泰勒级数展开求取的,这样导致所计算的频散曲线在大波数区域会产生较强的数值误差.针对二阶空间偏导数的显式有限差分离散,本文发展了一种新的优化差分系数方法：首先将泰勒级数展开与多点采样方法结合应用于空间频散关系,基于最大范数建立直观有效的优化目标函数,采用Remez算法求解该目标函数,从而获得最优化差分系数.利用优化有限差分方法求解三维垂直对称轴横向各向同性（VTI）介质中的声波和弹性波方程.另外,本文将二维混合吸收边界条件推广到三维VTI介质中,用于吸收人工截断边界反射;基于各向异性特征,合理调整了边界区域的速度值来提高吸收效果.考虑到三维情况下计算效率的问题,本文波场外推过程中采用图形处理器（GPU）取代传统的中央处理器（CPU）.数值精度分析表明,相比较于传统的泰勒级数展开方法,优化有限差分方法在大波数区域对频散误差的压制效果更明显.在三维均匀和修改的Hess VTI模型中的数值模拟实验证明了本文方法具有更高的精度与效率,混合吸收边界条件在三维VTI介质中具有良好的边界吸收效果.  相似文献   

修正辛格式有限元法的地震波场模拟          下载免费PDF全文

苏波  李怀良  刘少林  杨顶辉 《地球物理学报》2019,62(4):1440-1452

三角网格有限元法具有网格剖分的灵活性,能有效模拟地震波在复杂介质中的传播.但传统有限元法用于地震波场模拟时计算效率较低,消耗较大计算资源.本文采用改进的核矩阵存储(IKMS)策略以提高有限元法的计算效率,该方法不用组合总体刚度矩阵,且相比于常规有限元法节省成倍的内存.对于时间离散,将有限元离散后的地震波运动方程变换至Hamilton体系,在显式二阶辛Runge-Kutta-Nystr9m(RKN)格式的基础之上加入额外空间离散算子构造修正辛差分格式,通过Taylor展开式得到具有四阶时间精度时间格式,且辛系数全为正数.本文从理论上分析了时空改进方法相比传统辛-有限元方法在频散压制、稳定性提升等方面的优势.数值算例进一步证实本方法具有内存消耗少、稳定性强和数值频散弱等优点.  相似文献   

模型扩展和地形平化起伏地形处理方案在地震走时层析成像中的对比研究          下载免费PDF全文

郭高山  兰海强  陈凌 《地球物理学报》2019,62(5):1704-1715

中国大陆中西部普遍具有强烈的地形起伏,起伏地形会对地震资料的处理分析产生严重干扰.精细处理起伏地形成为高精度地震成像的必然要求.传统方法通过填充低速介质将不规则模型扩展为规则模型来处理起伏地形.近年来,借助坐标变换将物理空间不规则模型转换为计算空间规则模型的地形平化方法,为解决起伏地形问题提供了新思路.本文基于经典的模型扩展和新发展的地形平化方法分别处理起伏地形,从走时正演、射线追踪和反演成像三个方面,全面细致地评判了两种地形处理方法在起伏地形层析成像中的适用性和有效性.结果表明,模型扩展中阶梯状近似和填充介质速度参与计算,会造成起伏地形走时计算精度损失,出现虚假射线路径和错误出射角,导致反演分辨率降低,成像结果模糊甚至失真;地形平化中采用贴体网格参数化,能够保证离散模型完全匹配起伏地形,并且保持起伏地形在物理空间和计算空间中均为自由表面.在此基础上发展的层析成像技术具有高度的保真性,有效地处理了地形起伏效应,为起伏地形区域精细速度成像提供了有力的技术保障.  相似文献   

六分量弹性波场数值模拟与分析          下载免费PDF全文

张智  孙丽霞  唐国彬  徐涛  王赟  王敏玲  郭希 《地球物理学报》2020,63(6):2375-2385

地震波传播过程中,质点的振动不仅包括三个独立的平移部分,还包括三个独立的旋转部分.本文基于一阶速度-应力弹性波方程,采用分裂完全匹配层(SPML)的吸收边界条件,推导了时间导数二阶精度和空间导数高阶精度的交错网格有限差分格式的弹性波速度与应力各分量计算公式,模拟了各向同性介质中均匀模型和层状模型下的六分量波场,并对二维各向同性层状模型下的三个分量地震记录做高分辨率线性拉东变换得到各自的频散能谱.数值模拟分析结果表明:(1)旋转分量的能量要比平动分量弱的多;(2)在平动分量上,面波能量强,频率低,反射P波能量较强,反射S波能量稍弱;在旋转分量上,反射P波能量很弱,S波能量强;(3)与平动分量相比,旋转分量的频散能谱效果更好,能看到基阶和完整的高阶面波,即旋转分量能反映更多的地下介质信息.  相似文献   

Flood routing based on diffusion wave equation using mixing cell method     

V. P. Singh  Guang-Te Wang  D. D. Adrian 《水文研究》1997,11(14):1881-1894

A one-dimensional non-linear diffusion wave equation is derived from the Saint Venant equations with neglect of the inertia terms. This non-linear equation has no general analytical solution. Numerical schemes are therefore employed to discretize the space and time axes and convert the differential equation to difference form. In this study, the mixing cell method is used to convert the diffusion wave equation to difference form, in which the difference term can be eliminated by selecting an optimal space step size Δx when time step size Δt is given. When the time step size Δt→0, the space step size Δx=Q/(2S₀BC]_k) where Q is discharge, S₀ is bed slope, B is channel width and C_k is kinematic wave celerity, which is the same as the characteristic length proposed by Kalinin and Milyukov. The results of application to two cases show that the mixing cell and linear channel flow routing methods produce hydrographs that are in agreement with the observed flood hydrographs. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

全球环境大气输送模式(GEATM)的建立及其验证   总被引：10，自引：5，他引：10  

罗淦  王自发 《大气科学》2006,30(3):504-518

初步建立了以二氧化硫、硫酸盐、黑碳、沙尘气溶胶等作为主要研究对象的全球环境大气输送模式(Global Environmental Atmospheric Transport Model,GEATM),其水平分辨率为1°×1°,垂直方向分为20层,采用地形追随坐标系,考虑了上述大气化学成分的地面源排放、平流与扩散、化学转化以及干沉降、湿清除等过程.利用NCEP/NCAR再分析资料作为驱动气象场,对2004年进行长期模拟,分析了二氧化硫、硫酸盐、黑碳、沙尘气溶胶的浓度分布和输送态势.与观测的比较表明,模式对于大气化学成分分布状况具有较强的模拟能力,在欧洲的Jarczew和Leba观测站,二氧化硫日平均浓度的相关系数分别达到了0.69和0.66;在中国,有47个站点的二氧化硫日平均浓度相关系数高于0.50,其中北京、天津、上海等28个站点的浓度相关系数达到了0.60以上.同时,模拟的沙尘气溶胶总体柱浓度分布状况与卫星观测输出的气溶胶光学厚度具有很好的一致性,体现了气溶胶粒子的输送态势和分布特征.模拟结果显示二氧化硫、硫酸盐、黑碳的浓度高值区主要位于污染排放较大的欧洲、东亚和北美地区,二氧化硫地面最大年均浓度值为1500×10-12,硫酸盐为500×10-12,黑碳气溶胶为1000ng/m3.沙尘浓度与下垫面土壤类型以及地面气象条件关系密切,全球沙尘浓度主要分布在撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛、中亚地区、澳大利亚西部以及拉丁美洲南部地区,并且呈现了较为显著的季节变化特征,撒哈拉沙漠输送最强时期是在6～8月,影响范围覆盖了整个赤道大西洋,最西端伸展到了北美的加勒比海地区;阿拉伯半岛沙尘输送最强时期是3～8月,影响范围包括阿拉伯海和孟加拉湾地区;亚洲在3～5月有非常强烈的沙尘东传过程,浓度输送带一直贯穿了整个北太平洋地区.  相似文献   

Solving the Buckley–Leverett equation with gravity in a heterogeneous porous medium     

E.F. Kaasschieter 《Computational Geosciences》1999,3(1):23-48

Immiscible two‐phase flow in porous media can be described by the fractional flow model. If capillary forces are neglected, then the saturation equation is a non‐linear hyperbolic conservation law, known as the Buckley–Leverett equation. This equation can be numerically solved by the method of Godunov, in which the saturation is computed from the solution of Riemann problems at cell interfaces. At a discontinuity of permeability this solution has to be constructed from two flux functions. In order to determine a unique solution an entropy inequality is needed. In this article an entropy inequality is derived from a regularisation procedure, where the physical capillary pressure term is added to the Buckley‐Leverett equation. This entropy inequality determines unique solutions of Riemann problems for all initial conditions. It leads to a simple recipe for the computation of interface fluxes for the method of Godunov. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.  相似文献