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南海北部中尺度涡的数值模拟及个例预报研究

南海北部中尺度涡的数值模拟及个例预报研究

作者：赵福国家海洋环境预报中心

学位级别：硕士

南海由于受季风、黑潮以及复杂地形条件的综合影响,中尺度涡过程十分活跃。包括吕宋海峡、台湾西南、东沙群岛、西沙群岛和中沙群岛周边在内的南海北部海域是南海中尺度涡的主要生成、传播及消亡区,同时也是水平涡动混合的强烈区。针对... 详细信息

南海由于受季风、黑潮以及复杂地形条件的综合影响,中尺度涡过程十分活跃。包括吕宋海峡、台湾西南、东沙群岛、西沙群岛和中沙群岛周边在内的南海北部海域是南海中尺度涡的主要生成、传播及消亡区,同时也是水平涡动混合的强烈区。针对该海域,以往的研究所采用的数值模式分辨率多为1/10?或1/12?,不能较好地分辨吕宋海峡内的主要岛屿分布,也无法准确模拟海峡南部流场;同时缺乏对模式水平混合参数化方案的敏感性试验以及模式对南海北部中尺度涡个例预报的定量评估。因此,本文基于改进的南海1/30?分辨率海洋模式系统,从数据同化、水平混合参数化方案以及个例预报几个方面对南海北部的中尺度涡展开了系统地模拟研究。首先,本文将南海1/30?高分辨率海洋模式系统模拟的气候态海表面高度异常场、气候态表层流场、以及中尺度涡强盛时期的SST场分别与实际观测结果进行了对比,验证了模式本身具备对南海中尺度涡的模拟能力。鉴于模式模拟的部分中尺度涡与实际观测到的中尺度涡在时空上较难保持同步,所以我们使用集合最优插值(EnOI)同化方法同化了AVISO海表面高度异常沿轨观测数据(TSLA),成功地将实际观测的中尺度涡信号引入到模式当中。通过为期两年的持续同化后报实验,模式再现了2013年冬季生成于台湾西南海域的一对冷涡和暖涡过程。对其结构分析发现:1)该冷、暖涡的流速结构存在不对称性,暖涡和冷涡相邻的一侧流场强度明显偏强,对应较强的水平流速切变;2)对于成熟时期的冷涡和暖涡,其三维流速结构的轴心在垂向上存在倾斜。这些特征与相同时期南海中尺度涡观测实验的结果比较接近。说明只同化TSLA观测数据,模式不仅能够很好地再现中尺度涡的生消演变过程,而且对其三维流速和温盐结构特征也具有一定的模拟能力。此外,通过模式结果的分析还发现该暖涡是由黑潮入侵南海的流套脱离形成,而冷涡是由于台湾海峡附近离岸输运增强和暖涡边缘较强的气旋式流速切变共同作用的结果。其次,本文又分别采用ROMS中不同的水平混合参数化方案对中尺度涡进行了模拟。通过对敏感性实验结果的分析发现:1)同一种水平黏性方案沿等位势面和等S面对中尺度涡生成、传播以及消亡的影响较小,而Laplacian型与Biharmonic型水平混合方案对中尺度涡模拟的影响具有显著差异;2)Biharmonic型水平混合方案更有利于台湾西南海域暖涡的生成,其原因是吕宋海峡北部反气旋式流速切变增强导致的;3)Biharmonic型水平混合方案下的暖涡移动速度大于Laplacian型水平混合方案,暖涡整体移动路径偏向水深较浅的西北一侧;而不同水平混合方案对于冷涡传播的影响相对较小。4)Biharmonic型水平混合方案改善了模式对于中尺度涡消亡过程的模拟效果,使得向西传播的暖涡个例在西沙群岛周边消亡,冷涡个例在中沙群岛周边消亡,消亡形式和消亡速度与实际观测更为接近。5)通过对中尺度涡活跃区域的各混合项量级的分析认为:Laplacian型水平混合方案对水平混合的模拟偏大是导致其中尺度涡能量衰减缓慢以及消亡过程延长的原因。最后,基于同化后的初始场对模式预报中尺度涡的生成和传播能力进行了定量地评估。中尺度涡生成实验的结果显示:模式能够从一定程度上预报中尺度涡的生成和发展,但是对暖涡强度的预报明显强于观测结果。中尺度涡传播实验的结果显示:模式对南海东北部的中尺度涡传播的预报能力与中尺度涡的强度有关,具体是模式对较强的暖涡传播的预报能力可达20天左右,对较弱的暖涡传播的预报能力仅为几天。此外,通过对比不同指标发现:距平相关系数比均方根误差更适合检验模式对中尺度涡的预报能力。

关键词：中尺度涡数值模拟集合最优插值水平混合个例预报

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南京城市绿地系统缓解热岛效应研究

城乡建设 2009年第9期 66-68页

作者：崇婧唐继刚南京市城市规划设计院有限责任公司江西财经大学旅游学院

城市绿地缓解城市热岛这一功能包含若干垂直生态过程和水平生态过程。城市可以看作是由城市绿地景观、城市建筑景观、水体景观三部分组成。这三类景观下垫面物质基础不同,热力性质不同,热力相关的垂直生态过程存在差异。城市绿地景观、... 详细信息

城市绿地缓解城市热岛这一功能包含若干垂直生态过程和水平生态过程。城市可以看作是由城市绿地景观、城市建筑景观、水体景观三部分组成。这三类景观下垫面物质基础不同,热力性质不同,热力相关的垂直生态过程存在差异。城市绿地景观、城市建筑景观、水体景观分别由异质性要素

关键词：绿地景观格局水平混合绿地系统林荫路建筑景观林荫道道路公园园林南京市区廊道绿地覆盖率景观连接度热岛效应

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多室混合器在提取青霉素中的应用

中国抗生素杂志 1982年第5期 341-342+331页

作者：苑士剑郑宝善刘宝山孙庆臣韩贵安华北制药厂

在提取青霉素的过程中,溶媒相和水相密切混合的程度与提取效率关系甚大。混合设备的型式及种类很多,国内各厂多采用混合罐及水平式混合管道。Russell等人,曾对水平式混合管道的机制做过探讨,但上述两种设备的共同缺点是体积大,耗用不锈... 详细信息

在提取青霉素的过程中,溶媒相和水相密切混合的程度与提取效率关系甚大。混合设备的型式及种类很多,国内各厂多采用混合罐及水平式混合管道。Russell等人,曾对水平式混合管道的机制做过探讨,但上述两种设备的共同缺点是体积大,耗用不锈钢材多。为此,我们研制了一种多室混合器,来取代水平式混合管道,用于青霉素提取过程。多室混合器结构如图1所示。

关键词：混合器多室管道青霉素抗菌素水平混合

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高空注流强度的变化

气象学报 1951年第1期22卷 45-46页

作者：谢义炳清华大学气象系

近代动力气象学发展中,主要观念之一,为假设基本流场不随地域及时间变化,高空注流现象发现后,各方颇为注意,天气变化有认为是此注流发生南北扰动的结果,而不是此注流本身的变化,一时蔚为风气,各家预报公式,多有由此观念推演而出。一九... 详细信息

近代动力气象学发展中,主要观念之一,为假设基本流场不随地域及时间变化,高空注流现象发现后,各方颇为注意,天气变化有认为是此注流发生南北扰动的结果,而不是此注流本身的变化,一时蔚为风气,各家预报公式,多有由此观念推演而出。一九四七年罗斯伯氏(C-G Rossby)更创水平混合造成高空注流的学说,当时曾得若干人之注意。上述观念,虽风行一时,但并未获得气象界人士之全体同意,和顿氏(H.G.Hough-ton)一九四八年发表之学说,可为怀疑派之代表,近年来高空站之扩充,使我们对此种观念,可用事实作进一步鉴定,本文目的在此。

关键词：注流水平混合