基于地面三维激光扫描技术的隧道全断面变形测量方法

正在隧道工程中变形测量是必不可少的,工程师可根据测量结果评价隧道结构的安全状态,并及时调整设计参数。地面三维激光扫描技术(terrestrial laser scanning)是一种以激光测距方式快速获取大量测点三维坐标的测量技术,能够克服传统测量技术的局限性,从而获取更加全面的隧道变形信息。一、基于点云的隧道三维建模算法与变形分析本文提出一种基于点云的隧道三维建模算法,用于获取隧道的相对变形。算法的流程如图1所     

近50 a ENSO时频特征及其与南海台风的相关性

【目的】分析表征ENSO事件的特征值和南海台风活动的多时间尺度结构特征及其相关关系。【方法】采用日本气象厅东京台风中心(JMA)1967-2016年西北太平洋TC最佳路径数据集,统计分析了近50 a来南海台风活动月频数。同时又采用Morlet小波变换、交叉小波变换、小波相干等方法,分析了近50 a来ENSO事件时频变化特征及其与南海台风相关性。【结果与结论】ENSO循环具有2-6 a的主周期;7-10月南海台风活动最为频繁,其频数时间序列存在准2 a尺度周期;ENSO指数与南海台风活动频数的相关表现在多个时间尺度上。1970-1978年、1995-2000年,ONI指数和南海台风活动频数在2-6 a周期尺度上具有较好的相关关系,并且南海台风活动频数变化先于ONI指数半个周期。1980-1985年间,在1.5-3 a的周期尺度上SOI指数和南海台风活动频数具有较好的相关关系,且两序列同步变化。     

南海近海面风场变化特征及其与ENSO的相关性研究

利用1979—2017年共39 a欧洲中期天气预报中心（ECMWF）海表面10 m风场资料,采用经验正交函数方法（EOF）、小波时频特征分析等方法分析了南海近海面风场变化特征及其对ENSO的响应。结果表明：南海近海面风场第一模态海表面平均风速呈减小趋势, 呈现年代际变化,且与ENSO相关,但相关性在1990年后趋于减小;第二模态中南海北部和南部平均风速呈减小趋势,中部增大;第三模态中南海中部海表面平均风速趋于减小,北部和南部增大,第二和第三模态均表现为年际变化,且均与ENSO显著相关,近年来ENSO与第三模态的相关性逐渐增强。春季南海表面平均风速从南到北逐渐增加;夏季在越南沿岸部分海域仍有一个风速极大值中心,从该海域向四周逐渐减小,整片海域风向均是西南风;秋季由南向北依次增加;冬季南海整片海域风速都较大,越南沿岸和我国东沙群岛海域存在两个极大值中心。     

上海软土地震响应的振动台模型试验及其三维数值拟合分析

对上海典型软土地铁车站结构振动台模型中的自由场振动台模型试验建立了三维计算模型,包括计算范围的确定,材料本构模型的选取,动力边界条件的选用以及地震波的输入等4个方面.用该模型对自由场振动台模型试验进行了三维的拟合分析,并将计算结果与实测结果以及二维拟合分析结果进行了比较分析,表明三者吻合较好.说明该计算模型可用来模拟模型土的动力特性,可为建立上海软土三维地震响应的计算方法提供基础.     

南海近海面风场变化特征及其与ENSO的相关性研究

利用1979—2017年共39 a欧洲中期天气预报中心(ECMWF)海表面10 m风场资料,采用经验正交函数方法(EOF)、小波时频特征分析等方法分析了南海近海面风场变化特征及其对ENSO的响应。结果表明:南海近海面风场第一模态海表面平均风速呈减小趋势,呈现年代际变化,且与ENSO相关,但相关性在1990年后趋于减小;第二模态中南海北部和南部平均风速呈减小趋势,中部增大;第三模态中南海中部海表面平均风速趋于减小,北部和南部增大,第二和第三模态均表现为年际变化,且均与ENSO显著相关,近年来ENSO与第三模态的相关性逐渐增强。春季南海表面平均风速从南到北逐渐增加;夏季在越南沿岸部分海域仍有一个风速极大值中心,从该海域向四周逐渐减小,整片海域风向均是西南风;秋季由南向北依次增加;冬季南海整片海域风速都较大,越南沿岸和我国东沙群岛海域存在两个极大值中心。     

近160年西北太平洋副高的年代际变化及其对台风年际变化的影响

研究着眼于上百年尺度西太副高及台风活动变化特征,通过统计分析的方法对百年来台风活动特性及其与西太副高的相关性进行分析。结果表明：（1） 近160 a副热带高压的范围增大、强度增强,在1980年前后,副高平均北界明显北抬,西脊点明显西伸,这种变化与经向环流（Hadley环流）和纬向环流（Walker环流）的变化相关,Hadley环流下沉支（wh）对西太副高关键区的副高强度（h）存在正影响,Walker环流上升支（ww）则存在负影响;（2） 各区域1930年后台风影响时长和年频数均增加。而1975—2020年时段西北太平洋台风年平均影响时长与1930—1975年时段相比有所下降,但发生年频率无明显变化;华南地区的年影响时长与年频数没有明显变化,但我国华东沿海地区台风的年影响平均时长与年频数均显著增加。Hadley环流下沉支、Walker环流上升支、副高强度与西北太平洋台风活动范围向西向北伸展及各区域发生频率显著相关,具有一定的指示意义。     

西北太平洋热带气旋活动对夏秋型ENSO事件的响应

利用西北太平洋热带气旋(tropical cyclone,TC)历史路径资料、ERA-Interim再分析资料以及海洋Nino指数ONI等,采用合成分析等统计学方法探讨了TC活动对夏季(SU型)与秋季(AU型)ENSO事件的不同响应。结果表明:在SU型El Nino期间,西北太平洋TC强度与持续时间增大,强台风活动较多;在AU型El Nino发生时,TC持续时间及强度均大于SU型的频数也较之偏少,但超强台风活动较多,约占TC总数的1/3,生成位置也较SU型偏东,但登陆我国的TC频数较少。在SU型La Nina期间,TC强度、持续时间较小,以低等级TC活动为主,活动位置整体偏西。当AU型La Nina发生时,TC强度、持续时间以及强等级TC频数均大于SU型,且TC活动位置相对SU型偏东。中太平洋地区相对涡度异常、大气垂直风切变、SSTA等条件差异是SU型与AU型ENSO期间TC活动产生差异的重要方面,副热带高压强度及位置变化对TC活动也有较大影响。     

南海西北部一次海上海雾的微物理及化学特性分析

利用2017年3月MICAPS资料、欧洲气象中心再分析ERA-Interim数据及在南海西北部海上的海雾观测数据,分析了南海西北部一次海上海雾的微物理特征和雾水化学特性,并将海上海雾与南海岸边海雾进行对比分析。结果表明:此次海雾为南海偏南暖气流移至冷海面发生冷却并达到饱和而形成。海雾过程中气压与气温变化趋势相反,相对湿度不断增加,雾滴数浓度、液态含水量和平均直径的平均值分别为198 cm-3、0.116 g/cm3和5.6 μm。相比广东湛江东海岛和广东茂名博贺地区岸边海雾个例,本次海上海雾水汽充足,雾滴偏大。本次海雾属于酸性海雾,pH值变化范围为2.51~3.50,海雾后的雨水样本pH值则为4.05。海雾发生初期电导率比其它阶段高很多,说明海雾发生的初始阶段雾水溶解了大量的气溶胶。海上雾水中Na+和Cl-浓度最高,浓度分别为32 535 μmol/L和53 466 μmol/L,K+浓度远高于Mg2+和Ca2+,而东海岛岸边海雾相反。      

砂土地震液化的模糊优化判别

利用模糊最优归类方法对砂土地震液化进行判定,通过综合地震烈度、平均粒径、标贯值和有效上覆应力等影响砂土地震液化的因素,利用最优归类隶屑度向量作为砂土是否液化的判别指标,并经实例计算验证了该方法的可行性.该方法采用的指标在现场勘测中容易取得,计算过程简单明了,有一定实用价值.     

湛江市降水年代际特征及其影响机制

【目的】研究湛江地区降水的年际、年代际特征及其影响因素。【数据】基于1962-2016年湛江地区6个国家气象观测站的逐日降水资料、同期月平均ONI、PDO序列和月平均风场、相对湿度等再分析资料,【方法】结合线性倾向估计、连续小波变换、相关分析等多种统计学方法。【结果与结论】湛江地区降水存在准2 a、5~8 a的年际振荡,降水日数有显著的准40 a年代际振荡;夏、秋季节的降水变化构成了湛江地区全年降水变化的主要部分;除冬季降水量增加外,各季节降水与降水日数基本呈现"偏多-偏少"的年代际特征;进一步对比发现P1(降水偏多)时期涝年较多,旱年较少,P2(降水偏少)时期恰好相反,但严重涝年偏多,降水强度增大,极端性降水事件发生频次增多。通过对湛江地区降水可能产生影响的因素分析发现:P2时期湛江地区降水频次的减少主要是由于西北太平洋副热带高压的增强、西南季风的减弱以及夏、秋季孟加拉湾和中南半岛异常下沉气流影响所致;冬季南海东部低层异常气旋环流是P2时期降水增加的一个主要原因;P2时期ENSO、PDO等大尺度海气系统在调控湛江地区降水变化中所起作用均有增加。