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2021年5月浙江旱涝急转特征及强降雨过程分析

气候变化研究快报 2024年第5期13卷 1409-1422页

作者：王丹含王凯翁之梅高丽许之航陆桥台州市气象局浙江台州

为探究2021年5月浙江旱涝急转事件发生的原因,利用奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)分析方法、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海表面温度资料等,分析总结了浙江旱涝异常特征,以及旱涝形势下大气环流、水汽输送和海温背景场等... 详细信息

为探究2021年5月浙江旱涝急转事件发生的原因,利用奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)分析方法、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海表面温度资料等,分析总结了浙江旱涝异常特征,以及旱涝形势下大气环流、水汽输送和海温背景场等的变化特征。结果表明:1) 2021年5月第5候(第29候)浙江发生了一次较严重的旱涝急转事件,旱涝急转前浙江全省处于严重气象干旱状态,旱涝急转后全省平均降水异常偏多。2) 旱涝急转前后大气环流和水汽条件发生了明显的变化。南亚高压北抬增强,500 hPa西太平洋副高持续加强,高低空急流的垂直耦合使上升运动加强。同时,浙江上空850 hPa西南风持续增强,来自孟加拉湾的水汽输送与副高西侧的水汽辐合增强,为降水提供了有利的水汽条件。3) SVD分析表明,前期秋季赤道中东太平洋海温异常升高,则浙江5月降水很可能会随之增加。To investigate the causes of the abrupt drought-flood alternation in Zhejiang that occurred in May 2021, we employed Singular Value Decomposition (SVD) analysis, along with NCEP/NCAR reanalysis data and NOAA sea surface temperature data. This analysis summarized the abnormal characteristics of abrupt drought-flood alternation in Zhejiang, as well as the changes in atmospheric circulation, moisture transport, and background sea temperature fields under drought and flood conditions. Results showed that: 1) The abrupt drought-flood alternation occurred in Zhejiang in the 5th pentad of May 2021. The precipitation was below normal, and severe drought in the city was found before the alternation, while abnormally high precipitation occurred afterward. 2) There were significant changes in atmospheric circulation and moisture conditions before and after the abrupt drought-flood alternation. The South Asian high-pressure system intensified and moved northward, while the 500 hPa western Pacific subtropical high continued to strengthen. The vertical coupling of the low-level and upper-level jet streams enhanced upward motion. Meanwhile, the southwesterly winds at 850 hPa over Zhejiang strengthened, leading to increased moisture transport from the Bay of Bengal and enhanced moisture convergence on the western side of the subtropical high, which provided favorable moisture conditions for precipitation. 3) SVD analysis indicates that warmer sea surface temperature anomalies in the eastern equatorial Pacific during the preceding autumn are likely to lead to increased precipitation in Zhejian

关键词：旱涝急转降水大气环流海温

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虚假的地表以下风场对Hadley环流空间模态及其长期变化趋势的影响研究

虚假的地表以下风场对Hadley环流空间模态及其长期变化趋势的影响...

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作者：许之航兰州大学

学位级别：硕士

Hadley环流（HadleyCell;HC）是全球大气环流中强度最强、尺度最大的垂直环流,是连接低纬度地区同中高纬度地区进行物理量和物质输送和交换的重要纽带。一般而言,HC的下沉支对应着副热带干旱、半干旱地区,随着HC边界位置的向极移动,干... 详细信息

Hadley环流（HadleyCell;HC）是全球大气环流中强度最强、尺度最大的垂直环流,是连接低纬度地区同中高纬度地区进行物理量和物质输送和交换的重要纽带。一般而言,HC的下沉支对应着副热带干旱、半干旱地区,随着HC边界位置的向极移动,干旱地区扩张,进而影响对应地区的自然生态、农业及水资源等,研究HC特征及其变化对理解全球尺度的物质能量分配过程及全球气候变化具有重大意义。丑纪范先生的研究团队提出的全球大气环流三型分解方法（three-pattern decomposition of the global atmospheric circulation;3P-DGAC）在描述热带、副热带地区的大气垂直运动,尤其是局地的垂直环流时更加准确,因此本文利用3P-DGAC方法以及12个CMIP5气候模式资料和3套再分析资料,研究了地表以下虚假风场（fake below-ground meridional wind;FBGMW）对全球纬向平均的HC及东亚地区局地HC空间模态等的影响,并且研究了订正FBGMW造成的误差后HC下沉支位置和降水的关系,得到以下几个主要结论:第一,虚假的地表以下风场对全球纬向平均HC的影响。12个CMIP5气候模式以及3套再分析资料的结果都表明,全球纬向平均的情况下,北半球夏季FBGMW主要表现为低纬度地区的南风和中纬度地区的北风差异。虽然风场差异只在对流层低层存在,但它可以通过垂直积分过程对HC流函数造成显著的影响,并且主要表现为自对流层低层到对流层顶都存在的30°N以南的低纬度逆时针异常环流和30°N以北的中纬度顺时针异常环流,从而影响了 HC的空间模态。值得注意的是,对流层低层的风场差异对HC空间模态的影响只在北半球的夏季（6-9月）比较明显,在其它季节以及南半球,虽然对流层低层仍然存在风场差异,但是对南/北半球HC空间模态的影响十分微弱。这是因为在全球纬向平均的情况下,北半球夏季HC最弱,此时低层风场差异通过积分过程产生的流函数误差的量级与HC流函数气候态的量级相当。由FBGMW引起的计算误差对北半球夏季HC空间模态的影响主要表现为HC北支部分的宽度增大,北半球下沉支位置的纬度偏高。在部分年份,由于该误差很大,会造成当年北半球夏季HC空间模态中在30°N附近出现一个虚假的逆时针旋转的异常“小环流”。第二,CMIP5气候模式中FBGMW对北半球夏季HC空间模态及下沉支未来预估的影响。利用12个CMIP5气候模式资料以及3P-DGAC方法对1979-2005年间北半球夏季HC在订正误差前后空间模态进行研究,结果表明,FBGMW引起的计算误差会造成对北半球夏季HC强度的低估以及下沉支位置和环流总宽度的高估,7月北半球HC下沉支位置的计算误差达到6.80°,南北半球环流总宽度的计算误差达到6.86°,FBGMW使HC总宽度的计算增大了约11.53%。虽然从模式资料的结果中无法得到关于北半球夏季HC下沉支位置的变化趋势的一致结论,但是在订正误差前后12个CMIP5气候模式资料计算得到的北半球下沉支位置的变化趋势都有很大差异,说明FBGMW确实对下沉支位置变化趋势的计算造成了影响。在RCP8.5情景下,订正误差前2040-2099年未来HC夏季平均的下沉支位置在40°N左右的正趋势带上,而订正误差后则位于负的趋势带上。进一步的定量分析表明,北半球夏季HC下沉支位置的未来变化趋势在订正误差后减小了 1.07度每十年。第三,再分析资料中北半球夏季HC下沉支位置受FBGMW影响情况及其和降水的关系。3套再分析资料的结果显示,1979-2005年间北半球夏季HC受FBGMW的影响和CMIP5模式的结果类似,也表现为对北半球夏季HC强度的低估和对下沉支位置及环流总宽度的高估。但3套再分析资料能够得到关于北半球夏季HC下沉支位置变化趋势的一致结论,即不考虑FBGMW导致的计算误差会高估北半球夏季HC下沉支位置的变化趋势,并且前人得到的夏季HC北半球下沉支显著向极扩张的结论可能受到FBGMW的干扰。订正误差后,下沉支位置与降水的关系表现为夏季6-9月北半球HC下沉支的向极扩张会导致中东地区、中国北部、日本、北太平洋、北美洲西部和大西洋地区在下沉支平均位置北侧的降水显著减少。第四,FBGMW对东亚地区年平均和季节平均局地HC的影响。在计算流函数的过程中,如果不考虑FBGMW引起的误差,会导致东亚地区年平均和春季、夏季平均的局地HC北半球下沉支位置的气候态、向极扩张趋势以及环流总宽度的高估。但FBGMW对年平均和季节平均局地HC北半球强度的影响不同,年平均局地HC北半球强度在订正误差后增大,而春季和夏季平均的强度在订正误差后减小,这表明FBGMW对局地HC的影响存在明显的季节差异。并且在春夏季节,东亚地区局地HC北半球的强度很弱,

关键词：全球大气环流三型分解方法 Hadley环流地表以下虚假风场资料计算误差下沉支降水

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全球大气环流的三型分解理论

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中国科学：地球科学 2020年第9期50卷 1165-1184页

作者：胡淑娟周冰倩高晨斌许之航王庆万丑纪范兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

文章回顾了近年来发展的全球大气环流的三型分解理论,主要包括全球大气环流三型分解模型及全球大尺度水平型环流、经圈型环流和纬圈型环流的动力学方程组理论.与传统二维环流分解方法的对比表明:全球大气环流三型分解将垂直涡度中由水... 详细信息

文章回顾了近年来发展的全球大气环流的三型分解理论,主要包括全球大气环流三型分解模型及全球大尺度水平型环流、经圈型环流和纬圈型环流的动力学方程组理论.与传统二维环流分解方法的对比表明:全球大气环流三型分解将垂直涡度中由水平涡旋运动与辐合辐散运动引起的垂直涡度分量有效地分解开来,也将垂直速度中的经向垂直环流与纬向垂直环流分量分解开来,为研究辐合辐散过程对垂直涡度场的演变作用及局地垂直环流的准确描述问题提供了新的方法.全球大气环流的三型分解是一种基于实际大气运动特征的三维环流分解方法,其分解后的水平型、经圈型以及纬圈型环流可分别看作是中高纬度Rossby波及低纬度Hadley和Walker环流在全球的推广.因此,新的环流分解模型及其动力学方程组为中高纬度大气环流与低纬度大气环流之间的相互作用问题研究以及全球变暖背景下大尺度环流异常演变的物理机制问题研究提供了新的理论与方法.

关键词：水平型环流经圈型环流纬圈型环流全球大气环流的三型分解模型动力学方程组

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地表以下虚假的风场资料对北半球夏季Hadley环流空间模态及下沉支未来预估的影响

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气候变化研究快报 2020年第1期9卷 1-10页

作者：许之航胡淑娟王思懿彭建军兰州大学大气科学学院甘肃兰州

本文利用12个CMIP5气候模式的风场资料,采用全球大气环流三型分解模型中的经圈型环流流函数,研究了地表以下虚假的风场资料对北半球夏季Hadley环流空间模态及下沉支位置未来预估的影响。结果表明:在计算Hadley环流的流函数时,由于垂直... 详细信息

本文利用12个CMIP5气候模式的风场资料,采用全球大气环流三型分解模型中的经圈型环流流函数,研究了地表以下虚假的风场资料对北半球夏季Hadley环流空间模态及下沉支位置未来预估的影响。结果表明:在计算Hadley环流的流函数时,由于垂直积分过程会将地表以下虚假的风场资料所带来的误差传递至整层的流函数,从而导致北半球夏季Hadley环流的空间模态中存在虚假的“小环流”,该“小环流”会导致Hadley环流下沉支位置的误判,并对下沉支位置变化趋势的准确计算产生较大影响;进一步的定量分析发现,在未来排放情境下(RCP8.5),地表以下虚假的风场资料所引起的误差会导致北半球夏季Hadley环流下沉支向极扩张趋势的高估。

关键词： Hadley环流经圈型环流流函数虚假风场资料空间模态下沉支位置

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气候生态产品价值核算体系研究进展及应用

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浙江气象 2022年第3期43卷 1-8页

作者：姚霞王阔郁珍艳张含许之航朱玉洁宁波市北仑区气象局浙江宁波315800 浙江省气候中心浙江杭州310051 台州市气象局浙江台州317700 中国气象局气象发展与规划院北京100081

生态系统生产总值(简称GEP)核算是“两山理论”的重要实现机制,浙江省积极推进生态产品价值实现机制试点工作,成效显著。总结了国内生态产品价值核算研究的主要进展,回顾了GEP核算在浙江省的应用及不足。通过指标分析发现,气候调节GEP... 详细信息

生态系统生产总值(简称GEP)核算是“两山理论”的重要实现机制,浙江省积极推进生态产品价值实现机制试点工作,成效显著。总结了国内生态产品价值核算研究的主要进展,回顾了GEP核算在浙江省的应用及不足。通过指标分析发现,气候调节GEP占总价值比例最大,是生态系统价值核算的重要组成部分。气候生态产品作为生态产品的重要一环,目前对于气候生态产品价值核算的相关研究相对较少,构建气候生态产品价值核算体系对生态气象服务具有重要意义。初步构建了气候生态产品价值核算体系,从气候资源、气候调节、气候固碳及气候品牌4个方面量化气候生态产品价值,进而细化为风电资源价值核算、光电资源价值核算、水电资源价值核算、植被调节价值核算、空气调节价值核算、陆地固碳价值核算、海洋固碳价值核算及气候品牌价值核算8项具体核算内容。通过研究,对气候生态产品价值转化形式进行了初步探索,为气象业务部门进一步开展生态气象服务提供参考。

关键词：气候生态产品价值实现价值核算

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基于力反馈的操作臂牵引控制研究

基于力反馈的操作臂牵引控制研究

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作者：许崇航北京化工大学

学位级别：硕士

当前操作臂广泛应用于医疗、装配、社会服务等领域,人机协作逐渐成为研究热点。面向移动式导盲牵引作业,本论文研究基于力反馈的操作臂牵引控制问题,旨在设计人在回路的阻抗控制策略,安全牵引盲人至期望的相对位姿。论文的主要工作如下:... 详细信息

当前操作臂广泛应用于医疗、装配、社会服务等领域,人机协作逐渐成为研究热点。面向移动式导盲牵引作业,本论文研究基于力反馈的操作臂牵引控制问题,旨在设计人在回路的阻抗控制策略,安全牵引盲人至期望的相对位姿。论文的主要工作如下:1、针对UR5六自由度机械臂,考虑关节速度约束,提出了一种改进粒子群和3-5-3多项式插值相结合的关节空间轨迹规划方法,实现了对目标路径的时间优化,并通过数值仿真验证了所提方法的有效性。2、针对外界环境未知和操作臂动力学模型具有不确定性的问题,提出一种基于RBF神经网络的自适应阻抗控制方法。所提方案可保证操作臂末端执行器位置跟踪误差收敛趋于零,且可实现与环境的柔顺接触。通过数值仿真和与恒定阻抗的对比实验验证了所提方法的有效性。3、采用弹簧模型描述操作臂末端与人的交互动力学,针对刚度和环境位置未知的问题,设计了一种环境位置和刚度的自适应估计算法;基于估计的环境信息生成参考轨迹,设计了基于反步法的自适应轨迹跟踪控制器。通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：操作臂轨迹规划阻抗控制未知环境信息估计

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高填方装配式通道精细化受力分析研究

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公路 2024年第9期69卷 66-71页

作者：胡可许祺航刘志权安徽省交通控股集团有限公司合肥市230088 同济大学土木工程学院上海市200092

装配式通道具有施工质量高、经济与环境效益好的优势,逐渐得到广泛应用。但目前针对山区高填方下预制装配式通道的受力变形特性及非对称性填筑影响的研究较少,施工人员相关认识不足。现采用有限元分析软件ABAQUS针对某高填方装配式通道... 详细信息

装配式通道具有施工质量高、经济与环境效益好的优势,逐渐得到广泛应用。但目前针对山区高填方下预制装配式通道的受力变形特性及非对称性填筑影响的研究较少,施工人员相关认识不足。现采用有限元分析软件ABAQUS针对某高填方装配式通道受力情况进行模拟,并讨论了非对称性填筑对于通道受力变形情况的不利影响。模拟结果表明:在高填方情况下,通道随周围土体整体沉降,发生受压变扁变形;通道顶板和底板主要承受弯矩,侧板主要承受轴力;非对称性填筑会使得土体和通道受力及变形在填筑过程中出现波动和左右不对称现象,可能对通道的整体结构产生不利影响。

关键词：装配式通道高填方通道有限元模拟非对称性填筑通道受力分析

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含局部缺陷的成对角接触球轴承接触载荷分析

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航空动力学报 2024年第9期39卷 348-363页

作者：许恩典徐腾飞杨利花李子航胡禧龙王浩泽西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院西安710049

建立了外滚道含局部缺陷的成对角接触球轴承(DACBBs)准静态力学模型,并考虑了缺陷深度、周向宽度以及轴承的时变特性。在此基础上,对纯径向和联合载荷两种工况下局部缺陷的尺寸和位置对DACBBs内部接触载荷的影响进行了系统研究。结果表... 详细信息

建立了外滚道含局部缺陷的成对角接触球轴承(DACBBs)准静态力学模型,并考虑了缺陷深度、周向宽度以及轴承的时变特性。在此基础上,对纯径向和联合载荷两种工况下局部缺陷的尺寸和位置对DACBBs内部接触载荷的影响进行了系统研究。结果表明:接触载荷对缺陷非常敏感,当左右列轴承分别或共同含局部缺陷时,轴承两列的载荷分布有较大差异。含缺陷的那列轴承载荷分布会产生局部突变现象,突变的幅值和宽度随缺陷尺寸的增大而增大,而不含缺陷的另一列轴承突变很小。另外,成对轴承应视为整体进行研究分析,不同安装方式下,缺陷产生的影响也有较大差异。当前研究对揭示DACBBs的失效机制、可靠性分析以及设计具有重要意义。

关键词：成对角接触球轴承(DACBBs) 局部缺陷接触载荷分布接触角分布安装方式

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文旅融合背景下旅游文创产品设计研究

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包装工程 2024年第4期45卷 359-361,404页

作者：许子昂张曦之澳门科技大学中国澳门999078

目的在文旅融合背景下探寻旅游文创产品的价值,探寻优化旅游文创产品设计的方法,最大程度地发挥旅游文创产品的价值。方法采用文献法、案例法和“提出问题-解决问题”的思路,找到当下我国旅游文创产品设计中存在的问题,并且结合案例... 详细信息

目的在文旅融合背景下探寻旅游文创产品的价值,探寻优化旅游文创产品设计的方法,最大程度地发挥旅游文创产品的价值。方法采用文献法、案例法和“提出问题-解决问题”的思路,找到当下我国旅游文创产品设计中存在的问题,并且结合案例有针对性地探索解决的方法。结论要想解决当下旅游文创产品设计中存在的同质化现象突出、IP意识薄弱、内涵性欠缺、产品设计滞后的问题,应该注意个性化创新设计、推动IP孵化、关注品牌知名度建设,从特定地域旅游资源中提取设计元素,同时将传统与时尚相结合。

关键词：文旅融合旅游文创产品 IP孵化传统与时尚

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不同补氮程度油品罐通过呼吸阀排放油气危险性研究

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压力容器 2024年第4期41卷 43-52页

作者：张东许李佳航多英全吴宗之中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国安全生产科学研究院北京100012 重大危险源与化工园区系统安全应急管理部重点实验室北京100012 中国职业安全健康协会北京100029

在大型油品贮罐建设量增加的趋势下,针对内浮顶罐在不同补氮程度下形成的不同浓度的气相空间油气,通过呼吸阀排放时形成的爆炸性危险的研究尚显不足。采用Fluent模拟研究不同补氮程度下形成的气相空间油气,在不同风速下通过呼吸阀排放... 详细信息

在大型油品贮罐建设量增加的趋势下,针对内浮顶罐在不同补氮程度下形成的不同浓度的气相空间油气,通过呼吸阀排放时形成的爆炸性危险的研究尚显不足。采用Fluent模拟研究不同补氮程度下形成的气相空间油气,在不同风速下通过呼吸阀排放时的爆炸危险性。结果表明,在罐底安装针对呼吸阀排放危险性的监测设备无法进行有效监测;外界风速在罐顶形成旋涡,在呼吸阀附近挤压作用明显,对呼吸阀排放出的油气起到加速扩散和稀释作用;在有无外界风干扰时,距离罐顶中心0.1 m处安装监测设备,均可以快速监测到气相空间内浓度为5%~100%的油气经过呼吸阀排放的爆炸危险性;罐内、外监测设备监测到危险性浓度后,应采取预防气相空间内形成危险性油气浓度、预防气相空间内形成可排放压力、防止危险性浓度的油气排放等措施,以进行综合治理。

关键词：油品储罐呼吸阀补氮程度气相空间监测设备

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