正交小波变换研究复杂下垫面边界层的湍流特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

罗涛  袁仁民  吴晓庆  邓淑梅 《高原气象》2008,27(6)

小波变换方法具有较好的时频局部特性,非常适合于分析非平稳的湍流信号。本文对35 m铁塔的超声风速测量数据进行了离散正交小波变换,计算了各向同性系数(ISO isotropy coefficient)及小波功率谱,以此对实验场所代表的水陆交际复杂下垫面的近地面层湍流特征进行了研究。ISO系数可以很好地描述实际大气在不同尺度的各向同性特征。根据ISO系数的分布,我们可以通过设定一定的阈值(ISO=0.7)来得到各向同性小涡的分离尺度(记为ISO0.7),即湍流的各向同性尺度范围。研究表明,下垫面对于边界层湍流各向同性特性具有相当大的影响,当风从不同下垫面吹过时ISO0.7尺度的均值具有较明显的差异。同时湍流度和稳定度对湍流各向同性也有一定的影响。对湍流小波功率谱研究表明,功率谱谱幂率在分离出的小涡所处的频段接近于-5/3。而当风从陆面吹过且湍流度较弱时,湍流小波功率谱小涡以分离尺度所对应的频率(fms)为界具有明显的两段趋势:高于fms的频段,谱幂率一般接近-5/3;而低于fms的频段的谱幂率接近-3/3。这反映了下垫面特征对湍流功率谱的影响。同时在不同的风向转变过程中下垫面对功率谱的影响具有差异。  相似文献   

Aerodynamic Parameters of Regular Arrays of Rectangular Blocks with Various Geometries   总被引：8，自引：8，他引：0  

Aya Hagishima  Jun Tanimoto  Koji Nagayama  Sho Meno 《Boundary-Layer Meteorology》2009,132(2):315-337

The aerodynamic effects of various configurations of an urban array were investigated in a wind-tunnel experiment. Three aerodynamic parameters characterising arrays—the drag coefficient (C _d ), roughness length (z _o) and displacement height (d)—are used for analysis. C _d is based on the direct measurement of the total surface shear using a floating element, and the other two parameters are estimated by logarithmic fitting of the measured wind profile and predetermined total drag force. The configurations of 63 arrays used for measurement were designed to estimate the effects of layout, wind direction and the height variability of the blocks on these parameters for various roughness packing densities. The results are summarised as follows: (1) The estimated C _d and z _o of the staggered arrays peak against the plan area index (λ _p ) and frontal area index (λ _f ), in contrast with values for the square arrays, which are less sensitive to λ _p and λ _f . In addition, the square arrays with a wind direction of 45° have a considerably larger C _d , and the wind direction increases z _o/H by up to a factor of 2. (2) The effect of the non-uniformity of roughness height on z _o is more remarkable when λ _f exceeds 20%, and the discrepancy in z _o is particularly remarkable and exceeds 200%. (3) The effect of the layout of tall blocks on C _d is stronger than that of short blocks. These results indicate that the effects of both wind direction and the non-uniformity of the heights of buildings on urban aerodynamic parameters vary greatly with λ _p and λ _f ; hence, these effects should be taken into account by considering the roughness packing density.  相似文献   

黑河下游绿洲近地层湍流输送特征研究     

张艳武  黄静  吴统文 《气象学报》2009,67(3):433-441

分析2003年9月5-27日在黑河下游额济纳绿洲取得的近地面层湍流观测资料,讨论无量纲湍流方差与稳定度参数Z/L的关系.无量纲风速分量σu/u*、σv/u*和σw/u*在不稳定层结与稳定度Z/L满足1/3次方时,符合Monin-Obkuhov相似理论.在近中性时,σu/u*、σw/u*值比平坦下垫面的略小些,σv/u*值比平坦下垫面的略大.无量纲温度脉动方差和湿度脉动方差在对流状态下与Z/L满足-1/3次方,在稳定和不稳定层结下,随|Z/L|减小而增大.地面热量以感热输送为主,感热通量峰值约为250 W/m2,潜热通量的峰值为170 W/m2;夜间潜热通量较小,感热通量则出现负值.动量通量日间平均在0.2-0.3 N/m2,峰值为0.31 N/m2.黑河下游绿洲柽柳林动力学粗糙度比HEIFE戈壁及其他绿洲下垫面的大,中性时z0m=0.47551 m.中性状态下动量整体输送系数CD=22.2×10-3,不稳定层结时平均值CD=10.3×10-3,稳定层结时平均值CD=7.2 × 10-3.热量整体输送系数CH,中性状态下CH=3.2 × 10-3,不稳定层结时平均值为CH=3.3×10-3,稳定层结时平均值为CH=2.7×10-3.  相似文献   

深圳市大气能见度与细粒子浓度统计模型   总被引：7，自引：3，他引：4       下载免费PDF全文

林云  孙向明  张小丽  黄晓锋  何凌燕  曾立武 《应用气象学报》2009,20(2):252-256

利用深圳市2007年全年逐时能见度、PM_2.5质量浓度和相对湿度观测数据, 在分析大气消光机理及其影响因素的基础上确立了能见度与PM_2.5之间的基本模型关系, 着重讨论分析了相对湿度对颗粒物消光影响的常见修正方式, 并通过线性和非线性回归分析筛选相对湿度影响修正因子f_RH的表达形式和确定模型参数, 最终建立起适合于深圳本地情况的能见度与PM_2.5之间的最优统计模型 (R2=0.43, n=8024)。进一步利用能见度与PM_2.5的日平均值进行了多元回归分析, 模型拟合值与实测值之间的相关系数 (R2) 高达0.73(n=350), 而且预测偏差范围小, 较好地反映了深圳市大气能见度与PM_2.5之间的定量相关关系。  相似文献   

辐射方案对GRAPES全球模式的影响   总被引：10，自引：4，他引：6  

杨学胜  沈元芳  徐国强 《大气科学》2009,33(3):593-599

辐射过程是中期数值天气预报模式和气候模式中一个重要的物理过程。本文针对GRAPES (Global/Regional Assimilation and PrEdiction System) 全球模式非静力半隐式半拉格朗日的特点, 进行了不同辐射方案的敏感性比较试验, 以期找到一个适合于GRAPES全球模式的辐射方案。用到的方案包括WRF模式中的RRTM长波辐射方案、 NASA的Goddard短波辐射方案以及ECMWF的长短波辐射方案。试验结果表明, ECMWF的辐射方案更适合于GRAPES模式, 30天平均的北半球500 hPa高度场距平相关系数较WRF的辐射方案提高了近2%。另外, 针对实际运行中存在的辐射计算不稳定问题, 对辐射方案进行了气压订正和温度订正, 并对2005年7月影响我国的海棠台风进行了模拟试验, 气压订正后的120小时模式预报在对副热带高压和台风的描述上更接近于分析, 可用预报时效也有了明显提高。  相似文献   

Spatio-Temporal Correlation Analysis of Global Temperature Based on the Correlation Matrix Theory   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

ZHI Rong  FENG Guolin  ZHOU Lei  GONG Zhiqiang 《Acta Meteorologica Sinica》2010,24(2):150-162

TBased on the NCEP/NCAR reanalysis daily mean temperature data from 1948 to 2005 and random time series of the same size, temperature correlation matrixes (TCMs) and random correlation matrixes (RCMs) are constructed and compared. The results show that there are meaningful true correlations as well as correlation "noises" in the TCMs. The true correlations contain short range correlations (SRCs) among temperature series of neighboring grid points as well as long range correlations (LRCs) among temperature series of different regions, such as the El Ni o area and the warm pool areas of the Pacific, the Indian Ocean, the Atlantic, etc. At different time scales, these two kinds of correlations show different features: at 1-10-day scale, SRCs are more important than LRCs; while at 15-day-or-more scale, the importance of SRCs and LRCs decreases and increases respectively, compared with the case of 1-10-day scale. It is found from the analyses of eigenvalues and eigenvectors of TCMs and corresponding RCMs that most correlation information is contained in several eigenvectors of TCMs with relatively larger eigenvalues, and the projections of global temperature series onto these eigenvectors are able to reflect the overall characteristics of global temperature changes to some extent. Besides, the correlation coefficients (CCs) of grid point temperature series show significant temporal and spatial variations. The average CCs over 1950-1956, 1972 1977, and 1996 2000 axe significantly higher than average while that over the periods 1978-1982 and 1991 1996 are opposite, suggesting a distinctive oscillation of quasi-10-20 yr. Spatially, the CCs at 1- and 15-day scales both show band-like zonal distributions; the zonally averaged CCs at 1-day scale display a better latitudinal symmetry, while they are relatively worse at 15-day scale because of sea-land contrast of the Northern and Southern Hemisphere. However, the meridionally averaged CCs at 15-day scale display a longitudinal quasi-symmetry.  相似文献   

上甸子秋冬季雾霾期间气溶胶光学特性   总被引：31，自引：10，他引：21       下载免费PDF全文

颜鹏  刘桂清  周秀骥  王京丽  汤洁  刘强  王振发  周怀刚 《应用气象学报》2010,21(3):257-265

通过对2004年秋冬季(9—12月)4次雾霾天气过程在京、津背景地区——北京上甸子大气本底污染监测站观测的大气气溶胶光学特性的分析,发现该地区气溶胶光学特性受天气过程的影响很大。4次雾霾影响时段,平均气溶胶散射系数σ_(sca)、吸收系数σ_(abs)和单次散射反照率ω都远高于雾霾过后清洁时段的数值,其中气溶胶ω在雾霾影响时段为0.94～0.97,雾霾后为0.84～0.86,平均减小了0.1左右,表明雾霾天气有利于气溶胶的累积和生成。相比于光吸收性气溶胶,雾霾天气对光散射性气溶胶的增加更为有利,反映了二次气溶胶的产生及其对消光的贡献可能有较大增加。  相似文献   

储层宏观非均质性研究——以吉林油田大208区黑帝庙油田为例     

胡望水程超  王炜牛世忠  彭国红王东辉  张宇昆周萍 《地质科学》2010,45(2):466-475

储层非均质性是影响油气藏中油、气、水渗流及油气采收率的主要内因。进行储层非均质研究,对查明油藏剩余油分布、采取合理注采措施、提高采收率显得十分必要。以吉林油田大208区黑帝庙油层三角洲前缘亚相储层为例,采用隔夹层识别对比、沉积微相分析、地质统计学系数和劳伦兹系数方法分析了层间、层内和平面非均质性。研究表明：黑帝庙油层发育3套稳定隔层,据此可划分为3套开发层系; 夹层在各单砂体中比较发育,应将夹层分割的注采井归为不同注采井网; 非均质性受沉积微相影响明显,水下分流河道和河口坝微相的非均质性最强; 地质统计学参数和劳伦兹系数研究表明,黑帝庙油层10个单砂体均为极强的非均质性,统计学参数往往偏离强非均质标准甚远,而劳伦兹参数值分布于0～1间,更能直观定量的表现出储层宏观非均质性强弱。  相似文献   

近断层双向水平地震作用下隔震结构地震反应     

吴强  陈少林 《地震工程与工程振动》2022,42(1):104-109

近断层地震动脉冲特性在2个水平分量上具有差异,采用平方和开方法分析了近断层脉冲地震动双向地震作用下基础隔震结构和组合隔震结构的隔震层位移,并与近断层脉冲单向地震作用进行了对比分析,结果表明:若仅地震动加速度峰值大的分量或2个方向分量均存在明显速度脉冲,则产生的隔震层位移大于单向地震动;若仅地震动加速度峰值小的分量存在明...  相似文献   

水电开发对河流水沙年内分配的影响分析   总被引：3，自引：1，他引：2       下载免费PDF全文

黄英  刘新有 《水科学进展》2010,21(3):385-391

以中国西南重要的国际河流澜沧江为研究对象,借鉴"基尼系数"的构建思路,建立了水沙年内分配均匀度计算模型,并通过下游水沙与上游天然水沙和区域降水的关系,建立了河流水沙年内分配均匀度回归还原模型。还原结果与实测对比表明:漫湾、大朝山电站建设以来,澜沧江径流年内分配均匀度年均升高1.14%,变幅在-7.32%~10.81%之间,输沙年内分配均匀度年均降低0.23%,变幅在-18.98%~26.76%之间;漫湾、大朝山电站同时运行期间,澜沧江径流年内分配均匀度年均升高3.90%,输沙年内分配均匀度年均降低0.42%;大朝山水电站建设后,澜沧江径流年内分配均匀度升高而输沙年内分配变化不明显,说明大朝山水电建设后河流水沙关系发生了变化,但变化较小。该成果不仅能为相关研究提供方法借鉴,也为水电开发对澜沧江水沙年内分配影响程度的科学评估提供了新的依据。  相似文献