热带气旋突变现象机理及预报技术研究

正台风突变现象包括运动路径突变、结构和强度突变以及台风暴雨的突然增幅。台风中的突变现象是当今台风预报的难点,也是台风研究的前沿。为了交流世界各国对热带气旋突变问题的研究成果和预报技术。2012年11月中国工程院主力、了国际工程科技发展战略高端论坛"热带气旋突变现象机理     

0601号强台风“珍珠”移动路径及强度发展浅析

本文从天气形势场、能量场、台风本身速度与强度关系以及云图、雷达图等资料对强台风"珍珠"其移动路径和强度发展进行分析,以期得出它们在台风路径预报及强度发展预报中的指示作用。0601号强台风"珍珠",从形势场来看,其移动是前期受副高引导,同时伴随西南季风爆发;中期受到冷空气压制;后期受西南槽的作用。从能量场的角度来看,南海前期较高的海温情况,台风移动过程中西南季风爆发,以及弱冷空气对于台风强度的增强有很大促进作用。台风速度的变化在某种程度上预示着台风强度的变化。另外,卫星云图和雷达图对于台风未来移动路径的判断也有一定的指示作用。     

我国台风监测预报预警体系的现状及建议

近年来,在全球气候变暖背景下,全球高影响台风事件频发,灾害影响日趋严重。在我国,以登陆台风为代表的极端天气事件呈明显增多的趋势,登陆台风的平均强度明显增强、强台风数量明显增多,台风登陆时间更加集中、登陆季节明显缩短。分析了我国台风灾害的特征及台风监测、预报预警体系的现状和存在的问题,提出了在我国经济社会快速发展时期加强我国台风监测预报预警体系的对策建议和措施。     

信息技术在台风灾害中的防治作用

台风是我国沿海地区常发的灾害性天气,对我国的国民经济与人民群众的生命财产安全造成巨大的损失,本文从台风的形成、造成的影响阐述信息技术在监测、预防台风、公共服务防治台风灾害、各行行业防治台风灾害等方面中的作用。     

台风“玛莉亚”风场WRF模拟及最大风速半径的非对称特性

台风具有极强的破坏性，准确重现台风风场是保证台风影响区结构安全的关键。最大风速半径作为台风场计算的关键参数之一，研究其分布特性十分重要。以对我国产生严重影响的1808号超强台风“玛莉亚”为例，借助中尺度数值预报模式WRF，开展了该台风期间风场的精细化模拟。为保证模拟风场的准确性，共设置了7种参数化方案组合进行对比。利用最优的模拟结果对风场的分布特点进行研究，分析了地形变化对台风结构的影响。搜索出台风各方向的最大风速半径，并引入工程中常用的Holland气压模型及参数风场中的梯度风速来说明最大风速半径非对称性的影响。研究表明：不同微物理方案对台风“玛莉亚”路径模拟的影响很小，但对海面最低气压有一定影响，采用Lin微物理方案、RRTM长波辐射方案、Dudhia短波辐射方案，模拟效果较好；台风“玛莉亚”期间风场受下垫面地形变化影响较大，当地形由海面转为陆地时，风速逐渐下降；最大风速半径具有较强非对称性，忽略其非对称性会影响径向气压和风速的分布。     

影响同安的台风与降水特性分析

本文对影响同安的台风和台风暴雨特性做了分析,为台风预报服务提供参考。     

基于超越阈值模型的低矮房屋实测风压极值估计方法

台风几乎每年都造成我国低矮房屋的巨大破坏和人员伤亡,了解屋面风压极值,尤其是屋面的角部、边缘及屋脊位置的风压极值分布具有重要意义。采用极值理论下的超越阈值模型来合理估计低矮房屋在台风影响下屋面实测风压极值。推导了描述经验平均超额分布与阈值关系的理论公式,同时以广义Pareto分布作为风压极值的拟合分布。依托同济大学浦东风荷载实测基地,以低矮房屋在2016年台风"马勒卡"作用下屋面风压实测数据为样本,比较不同阈值对估计结果的影响。以标准时距下多次观察极值的平均值作为标准极值,分析了该方法和常用方法的极值估计结果与标准极值之间的误差,其结果表明,该方法的误差在5%以内,尤其对屋面极值风压较大的区域估计结果较为理想。     

杭州湾、浙江沿海一带风暴潮数值预报研究

分析了风暴潮的特点、成灾、危害,介绍了杭州湾风暴潮的重大影响,在Visual Studio 2010平台下,采用C++编程语言开发了二维并行数值预报的可视化软件.通过输入计算域的水深数据及每6h变化的台风参数实现风暴潮数值计算,在界面上直观地显示台风的移动路径和伴随着台风移动整个计算域的增水时历过程,同时同步显示所选验潮站的风暴潮增水时历曲线和移行台风风速大小、方向时历曲线.结合杭州湾的实际地形,将计算域进行了粗网格、二分之一网格细化和四分之一网格细化三种划分,选取5612号、7708号台风和2012年的Damrey、Haikui台风,分别对粗网格和两种细网格区域进行计算.还将5612号、7708号台风的计算结果与验潮站的实测数据进行比对.结果表明,网格的粗细对计算结果的影响不大,但对比实测数据后发现网格越粗计算结果与实测潮位数据的吻合性就越好.     

混合气候地区极值风速分析方法研究

在混合风气候地区,不同类型风气候（如台风、良态风）的极值风速概率分布特性各不相同,如果直接采用单一概率分布模型对混合极值风速进行拟合,往往会造成较大的分析误差。目前常采用将台风和良态风数据分离后分别分析的方法进行极值风速分析,但这种方法在分析良态风时存在难以将台风记录从气象部门长期观测数据中分离出来的问题,在台风蒙特卡罗模拟研究中存在台风参数概率分布信息收集困难的问题。该文基于混合函数构建混合风气候地区极值风速的概率密度函数,采用加权最小二乘法拟合分布函数和权重函数的参数,并对各参数进行优化得到更为精确的计算结果。最后采用蒙特卡罗模拟结果和长期观测数据验证了该文方法的准确性和实用性。     

雨量预报方法优劣的评价模型

本文通过5种不同的插值方法得到所有观测站点的预报值：再从不同角度建立了评价预报方法两个模型。模型Ⅰ是基于预报值与实测值的误差平方和的。模型Ⅱ是基于公众对预报准确度的感受差异的。该模型考虑了公众对预报等级误差感受的不对称性以及不同时段的预报误差对公众行动的影响度差异，建立了公众不满意度指标。两种模型评价的结果是第一种预报方法要优于第二种预报方法。     

台风岁岁有 关注年年增

正面对中国年年都有台风,预警和科学传播要深入民心,以避免预防台风的心理疲劳或小看台风的危害,如此才能全方位地防范台风,并极大减少台风对人们造成的伤害。台风造成的危害又主要表现在三个方面,一是大风,二是暴雨,三是风暴潮。截至7月19日晚,超强台风威马逊先后在中国海南、广东、广西三省区三次登陆,已造成至少17人死亡,多地遭受重创。其中,海南130.18万人受灾,经济损失108亿元;广东254万人受灾,经济损失131亿元;广西232.67万人受灾,经济损失16.25亿元。     

中小尺度嵌套下考虑停机位置的大型风力机体系风振响应分析

国内外风工程界采用的风力机体系风效应分析方法通常基于良态气候模式,而台风边界层风特性不同于良态气候模式,台风作用过程中会表现出明显的时空变异性和多尺度涡结构。针对现存土木工程台风模型理论体系过度简化的问题,引入考虑真实台风场强变异性和衰减效应的中尺度天气预报模式(WRF)对“鹦鹉”台风进行高时空分辨率模拟,重点对比台风登陆前、登陆时和登陆后台风风向和风强特征,并结合模拟台风中心路径与实测路径的对比结果验证了中尺度台风“鹦鹉”模拟的有效性。以中国东南沿海地区某风电厂5 MW水平轴风力机为对象,基于WRF模拟获得近地面三维风场数据,并结合小尺度CFD大涡模拟技术分别对叶片单个旋转周期不同停机位置工况进行三维非定常数值模拟。在此基础上,结合有限元完全瞬态法对不同停机工况进行了风振响应动力时程分析,提炼出停机位置对体系风振响应和风振系数的影响规律,最终归纳总结了台风作用下大型风力机体系最不利停机位置。结果表明:采用WRF模式可以有效模拟近地面台风风场,拟合的台风剖面指数为0.076;台风下塔架内力和风振系数显著增大,尤其是与塔架相对位置最近的叶片风振响应最为不利,内力最大增幅达35%。分析发现:当台风作用下大型风力机处于停机状态,下叶片与塔架完全重合(工况1)时为最不利,旋转至上叶片完全重合(工况5)时安全余度最大。     

以台风“康森”为例探析台风成因、防患与启示

台风与热带风暴造成的苊害极大。据世界气象组织报告，全球每年死于台风与热带风暴的人数约为2～3万人，直接经济损失达数十亿美元，以致人们谈“风”色变。“康森”是2010年第一个登陆中国的台风。7月份才出现第一个登陆中国的台风，这在历史上非常罕见。本文中主要以台风“康森”为个例，对其做了一些初步探析，让我们对台风的形成、利弊、防患等情况有一些基本的认识。     

船体梁在近距爆炸冲击波作用下动态响应的相似律研究

以船体梁在爆炸冲击波作用下发生整体塑性运动响应的理论方法为基础,首先确定了影响梁整体结构最终塑性变形的相关物理量,利用定律对该问题进行相似性分析,给出相似参数和准确相似条件。研究了考虑结构应变率强化效应造成的相似畸变问题,分析了模型缩比尺度、模型应变率大小以及不同结构材料对相似误差的影响。研究发现:随着缩比尺度的减小,或结构应变率响应值的增大,预报误差将增大;所用结构材料的应变率敏感度越高,模型预报原型的误差越大。结论可用于指导船体梁在水下爆炸冲击波作用下动态响应的模型试验设计。     

SPLASH诺模图的修正及应用

介绍了采用SPLASH模式诺模图法预报登陆台风引起最大风暴潮增水的基本思路和方法,并对SPLASH模式诺模图作了一定的修正和完善,使对其的编程计算更加易于实现且结果更精确.在此基础上对SPLASH模式诺模图法进行二元插值计算编程,并用若干个算例验证,获得了较为精确的预报结果.     

诺模图法预报风暴潮的高精度数值实现

介绍了用诺模图法预报登陆台风引起最大风暴潮增水的基本思路,给出了较为详尽的诺模图建立过程和方法,提供了进行诺模图法预报计算所必需的图表.选用二元三点插值和二元全区间插值法进行诺模图/表的插值计算,并用C++语言编写了计算机程序,选用一个算例进行了校验计算.结果表明,这一计算机程序能获得精度较高的预报结果.     

基于传递路径分析法的船舶舱室噪声预报研究

基于传递路径分析法结合房间声学常数对船舶舱室噪声进行预报,噪声传递路径传递损耗按照空气噪声和结构噪声分别计算,结合房间常数计算接收点舱室噪声声压级。以传递路径分析法为基础,提出舱室噪声预报的通用计算流程,结合数值计算(SEA)方法确定及优化传递路径分析法中的重要计算参数(传递损耗及传递函数),并通过某内河汽车运输船舱室噪声预报实例,发现基于此方法的计算预报值与实测值吻合良好,验证了其计算参数的可靠性,从而提高了该方法的计算精度。     

浅谈某防波堤工程防台措施

工程所在地每年的6月~12月为台风多发季节,屡屡会对在建工程造成损失。本年度的台风季节刚刚过去,工程所在地共遭受到了五次台风的侵袭。在各参建单位的共同努力之下,用行之有效的防台措施顺利渡过了台风的侵袭。现将防台措施的实施情况进行一下总结,以便于下一阶段工程更好的进行防台工作,保证工程顺利安全进行。     

汛期水情预报工作分析

我国国土覆盖面积相对较大,但是人口主要集中在河流流域以及东部沿海地区,而汛期则是江河湖海发生水灾的主要时期,若没有有效的预防,不但会造成巨大的财产损失,还会威胁到人们的生命财产安全。而水情预报则是汛期防汛工作的基础,通过及时地预报,对于汛期水情进行充分了解,以此正确指导防汛工作的开展,降低水灾的发生几率以及水灾所造成的影响。所以汛期水情工作具有重要的意义,本文主要针对汛期水情预报工作的相关内容进行了分析。     

加工误差及其预报建模研究

基于制造过程加工误差的机理及传统误差预报模型的特点分析，提出了一种用于加工质量主动控制的综合预报模型ＡＲＧＭ（ｎ，１，１），并就该模型与传统预报模型之间的联系与区别，从理论分析和典型实例应用等不同角度进行了深入的分析和研究。研究结果表明：该模型综合了传统误差预报模型的优点，具有较高的预报精度。为动态加工质量的在线监控提供了必要的理论和实践指导基础。