摘要：为了探讨不同模式扰动方案对台风区域集合预报的影响,本文以2021年18号台风“圆规”为例,基于WRF模式,采用了多物理过程参数化方法(MP)、随机变化参数扰动方法(SPP)和物理倾向随机扰动(SPPT)三种不同的方法,设计了EXP1(MP)、EXP2(SPP+SPPT)和EXP3(MP+SPP+SPPT)三组敏感性试验进行了比较研究。结果表明:三组区域集合预报试验都能较好地模拟台风路径和台风增强的过程,其中EXP3试验效果最好,EXP3试验的路径偏差值为三组集合预报试验最小的,其平均值为52.8 km,而控制试验CTRL(无模式扰动)、EXP1和EXP2的平均值分别为61.8、54.4和65.7 km;三组集合预报试验的扰动能量值基本都大于控制试验CTRL,且EXP3的扰动能量发展最快,扰动能量值基本为最大的;三组集合预报试验的Brier评分相较于控制试验CTRL有所改善,且EXP3的Brier评分值为三组集合预报试验改善最大的,EXP1和EXP2相对于CTRL试验的改善率为45%和48.76%,而EXP3能达到70%,EXP2与EXP1的预报效果相当,EXP3相较于EXP1和EXP2预报效果有所改善,其相对于EXP1和EXP2的改善率达到57.5%和40%。

摘要：真光层深度Zeu(Euphotic Zone Depth)是指光合有效辐照度衰减为水体表面处1%时所对应的深度。它是描述水质特性的重要参数,对浮游植物光合作用,全球碳循环以及海洋环境变化的研究具有重要意义。本文基于多年在渤黄海现场实测数据,建立了针对MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)传感器的Zeu遥感估算模型,该模型表现出良好的估算精度。在此基础上,利用2002年—2020年MODIS长时序卫星遥感数据,研究揭示了渤黄海Zeu的时空变化规律,结果显示,渤黄海Zeu具有近岸低、外海高的特点,并且明显表现出夏深冬浅的季节变化特征;长江口北舌状低值区夏季时往东北方向伸展,而在秋初时转向东南;在2002—2020年间,渤海、北黄海以及苏北浅滩的Zeu单调变化,而南黄海、济州岛南及长江口北的Zeu呈现波动式的变化趋势。此外,本文结合多源卫星遥感数据资料分析了Zeu时空变化的驱动因素,结果显示,在渤海、南黄海、北黄海及苏北浅滩,Zeu的时空变异受多种驱动因素的综合影响,其中海表面温度和光合有效辐射对Zeu的变化呈正向驱动,而风速和总悬浮颗粒物浓度呈负向驱动;此外,长江径流量对长江口北Zeu的变化也起着负向驱动作用,两者之间呈现强负相关关系(相关系数R=-0.55)。

摘要：边界层感受性是层流向湍流转捩的初始阶段,是实现边界层转捩预测和控制的关键环节.研究结果表明,边界层感受性问题不仅受到不同自由来流扰动条件,壁面局部粗糙和局部吹吸的几何大小、形状和位置等参数的影响之外,还受到一个重要参数压力梯度的作用.因此,本文数值研究在自由来流湍流分别与壁面局部吹入和吸出相互作用下压力梯度在激发边界层感受性过程起什么样的关键性作用,从而揭示不同压力梯度对壁面局部吹入或吸出边界层内被激发出T-S波波包以及T-S波波包向前传播群速度的影响;分别讨论逆压力梯度、顺压力梯度对边界层内被激发出的T-S波模态是起到加速增长的作用还是遏制增长的作用;详细分析不同压力梯度对边界层内被激发出的T-S波的幅值、增长率、波长或波数、相速度以及特征形状函数的影响等.这一问题的深入研究将为工程实践中各种叶片流体机械的设计和性能改善提供理论参考.

摘要：层流向湍流转捩的预测与控制一直是研究的前沿热点问题之一,其中感受性阶段是转捩过程中的初始阶段,它决定着湍流产生或形成的物理过程.但是有关三维边界层内感受性问题的数值和理论研究都比较少;实际工程问题中大部分转捩过程都是发生在三维边界层流中,所以研究三维边界层中的感受性问题显得尤为重要.本文以典型的后掠角45?无限长平板为例,数值研究了在三维壁面局部粗糙作用下的三维边界层感受性问题,探讨了三维边界层感受性问题与三维壁面局部粗糙长、宽和高之间的关系;然后,考虑在后掠平板上设计不同的三维壁面局部粗糙的分布状态、几何形状、距离后掠平板前缘的位置以及流向和展向设计多个三维壁面局部粗糙对三维边界层感受性问题有何影响;最后,讨论两两三维壁面局部粗糙中心点之间的距离以及后掠角的改变对三维边界层感受性的物理过程将会发生何种影响等.这一问题的深入研究将为三维边界层流中层流向湍流转捩过程的认识和理解提供理论依据.

摘要：目前理论、实验以及数值模拟主要研究自由来流中的小扰动与壁面局部粗糙相互作用激发边界层感受性问题.但是,针对自由来流湍流与壁面局部吹吸相互作用诱导边界层感受性的相关报道甚少.本文采用直接数值模拟和快速傅里叶变换的方法,数值研究了二维平板壁面具有局部吹吸的边界层感受性问题.结果发现,在二维边界层内能找到一组被激发产生的Tollmien-Schlichting(T-S)波波包的包络序列以及从波包中能够分离出一组稳定的、中性的和不稳定的T-S波,证明了二维边界层内感受性现象的存在性.经数值计算获得了T-S波波包传播的群速度;并建立了自由来流湍流强度、壁面局部吹吸强度和长度与二维边界层感受性之间的关系,获得了与Dietz感受性实验相类似的结论.另外,还发现在自由来流湍流与壁面局部吹、吸相互作用下能诱导二维边界层内产生相位相反的T-S波.依据这一理论机理来优化设计局部吹吸装置,不但能促使层流向湍流转捩的提前,也可以延迟转捩过程的发生,达到控制湍流运动的目的.

摘要：对于海表盐度微波遥感,海面粗糙度引起的辐射亮度温度变化与海表盐度的贡献相当甚至更大.因此,海表盐度遥感不仅要利用对盐度敏感的L波段微波频率进行高精度的辐射亮温测量,还要利用同步搭载的L波段散射计获取海面粗糙度信息并进行矫正.这对提高海表盐度测量精度具有重要作用.本文针对我国首个海面盐度遥感卫星主被动微波盐度计的L波段散射计开展研究,建立了一种多波束推帚式星载微波散射计的系统仿真模型;对比分析了雷达脉冲参数对该系统测量精度的影响,并进行了信号带宽和不同极化方式脉冲数配置的优化设计.研究表明,在L波段散射计的基线参数下,脉冲带宽为1.5 MHz、脉冲重复频率为100 Hz时,可实现同极化后向散射测量精度优于0.1 dB的指标.

摘要：海冰上积雪的分布是影响海冰与大气能量交换以及气候变化的重要因素。当前的CMIP6气候模式(如CESM2和NESM3)采用定常的积雪密度,而专注于模拟雪厚度和密度变化的模式(如SnowModelLG)则采用经验的变化雪密度公式。对比CryoSat-2卫星观测的积雪厚度发现,从积雪厚度的空间分布与平均值难以判断出变化雪密度对北冰洋积雪厚度模拟产生何种影响,对于变化雪密度模拟积雪厚度的改进及机制有待进一步研究。本文采用随气温、风速等因子变化的雪密度经验公式模型,并利用SNOTEL单站的长时间序列观测资料,对不同影响因子设计如下敏感性实验:A.考虑所有气象因子的变化雪密度模型;B.常数雪密度模型;C.在A中不考虑风对密实化的影响;D.在A中不考虑气温对密实化的影响。实验A、B、C和D诊断计算的2018年11月1日至2019年5月10日积雪厚度的均方根误差分别为4.2 cm、4.8 cm、25.9 cm和4.2 cm。结果表明,变化雪密度方案A模拟的积雪密度、厚度在平均值上与常数雪密度的结果接近,但其模拟的积雪厚度均方根误差最小,并且能够模拟出积雪厚度在几天到十几天时间尺度上的高频变化,同时减小了这种高频变化对应时段雪厚模拟结果的相对误差,二者具有一定的相关性。此外,还发现气温变化对积雪密实化的影响远小于风。

摘要：本文以上海南站南广场地下车库为例,利用ZEB-HORIZON手持激光扫描仪获取空间信息,研究分析手持激光扫描仪获取的数据结果为地下车库信息化管理带来的优势,开展数据处理、建模等工作,为规划、设计地下车库提供了基础的空间三维信息,起到了辅助性和参考性的作用。

摘要：利用多旋翼无人机搭载超声波仪器测量风速和风向具有成本低、方便灵活、可大区域连续测量的优势,但无人机飞行时产生的倾角会使测风仪的测量结果仅为真实风沿其平面的一个分量,导致误差较大。针对这一问题,设计了一种基于无人机倾角对超声波风速仪测量结果进行校正的测风算法,包括无人机悬停与前进两种状态下的校正。利用四元数和姿态矩阵之间的关系得到无人机的3个欧拉角,进而得到无人机的倾角,通过倾角的大小来对超声波风速风向仪的测量结果进行校正。通过多次试飞实验,将校正后风速和风向在相对高度上的平均值与气象站的对应观测数据进行比较,误差控制在很小的范围内,结果相对准确,表明此算法可以实现低空风场的实时监测。

摘要：结合GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)传感器的波段特征,基于缨帽变换方法设计了一种简单有效的绿潮指数(TCT-GTI)算法。结合目视判断的绿潮识别结果,将TCT-GTI算法与两种已有的遥感算法(AFAI和IGAG算法)监测结果进行对比发现,TCT-GTI算法的绿潮遥感监测结果精度较高,具有较高的可信度。将TCT-GTI算法应用到2017年多景GOCI影像,对中国黄海海域绿潮信息进行提取,同时分析绿潮覆盖面积的日变化特征,研究2017年绿潮暴发事件的漂移轨迹。研究结果表明,绿潮覆盖面积在中午12:00达到最大,这可能是光合作用等因素的影响。2017年,绿潮暴发事件经历了西北至东北的漂移路径,由江苏盐城外海海域向西北方向漂移至南黄海东部,然后继续向东北方向移动,抵达山东半岛南岸,逐渐消亡。