观测资料（精选10篇）
观测资料 篇1
德阳观测站始建于1959年1月, 位于德阳市旌阳区泰山北路, 地理坐标:北纬31°09′, 东经104°23′, 海拔499.2m。随着城市的发展, 观测站周围逐渐被较高的建筑所包围, 不再满足气象观测条件的要求。2009年1月1日德阳观测场搬迁至罗江县万安镇金雁村, 位于原站址东北方, 地理坐标:北纬31°19′, 东经104°30′, 海拔525.7m。两个站址位于同一气候带, 纬度相差10′, 经度相差7′, 海拔高度新观测站比旧观测站高26.5m, 新观测站周围自然障碍物少, 视野开阔。由于新观测站在罗江县1996年复县后, 1998年1月1日作为地方服务机构已经开始进行常规气象观测, 所以在德阳观测站迁至此处时已经有近10的连续观测资料。为掌握新旧测观测场因地理位置、海拔高度和周围环境不同而形成的气象要素观测值差异, 在气象业务服务和科研工作中正确地使用德阳市的气温资料, 根据迁站前近两年的气温观测资料, 对月平均、最高 (最低) 气温和极端最高 (最低) 气温的差异进行了对比分析, 并用统计检验方法检验两站的气象要素是否存在显著性差异。
1 对比分析
℃
1.1 平均气温
从表1可见, 对比期间, 各月平均气温新观测场都比旧观测场偏低, 趋势一致。新观测场比旧观测场各月偏低0.1～1.1℃, 平均偏低0.6℃;偏低最明显的是9月, 平均偏低1.0℃;偏低最少的是12月, 只有0.3℃;其他月份偏低0.5～0.8℃。
1.2 最低气温
1.2.1 月平均最低气温
从表1可以看出:新观测场的月平均最低气温比旧观测场偏低0.5～1.5℃, 平均偏低0.9℃。4、5月偏低最明显, 平均偏低达到1.0℃以上;12月偏低较少, 只有0.6℃, 其他各月在0.8～1.0℃之间。
1.2.2 月极端最低气温
从表1可以看出:除2008年6月和12月两站月极端最低气温一样外, 其余各月新观测场均比旧观测场偏低0.3～2.4℃。2月偏低最明显, 平均偏低达到2.0℃以上;12月偏低最小, 只有0.2℃, 其他各月在0.5～1.8℃之间。
1.3 最高气温
1.3.1 月平均最高气温
从表1可以看出:月平均最高气温两站相差较小, 除2008年5月、12月新观测场比旧观测场略高之外, 其余各月新观测场比旧观测场偏低0.1～0.8℃。各月平均值也相差较小, 只有0.4℃。
1.3.2 月极端最高气温
从表1可以看出:月极端最高气温两站各月的差值量值变化比较大, 新观测场比旧观测场偏低最多达2.4℃, 也有偏高达1.1℃的月份, 这可能是因为月的极端最高 (低) 气温在在某一特定时刻出现的, 与当时的天空状况, 风向风速等多因素影响有关, 有一定的不确定性, 但总体来说还是偏低的月份较多, 平均新观测场比旧观测场偏低0.5℃。
2 统计假设检验分析
利用迁站前一年的资料选取4、7、10月的对比观测资料, 用假设检验法对资料进行检验, 如果通过检验得出无显著差异的结论, 说明两站的气象要素来自同一总体, 采用新观测场地的气象资料能反映旧观测场地的气象资料变化情况。
2.1 方法简介
比较两个地区的气候变化是否存在显著性差异可以通过μ检验 (检验均值) 来判断。假设观测数据x, y分别遵从正态分布N (μ1, σundefined) 和N (μ2, σundefined) , 若要检验两个均值是否相等, 即检验原假设H0∶μ1=μ2
x和y的样本量为n1和n2, 样本均值为undefined。它们均为正态分布, 且相互独立, 因此undefined也是正态分布, 构造统计量:
undefined
μ遵从标准正态分布N (0, 1) , σundefined和σundefined分别为两组数据的总体方差。
在给定显著性水平α=0.05, 查得临界值μa的值, 若|μ|≥μa时否定假设, 若|μ|<μa, 则接受原假设。
2.2 资料来源和处理方法
以2008年4月两站的平均温度为例, 说明假设检验的具体步骤资料如下:
x:2008年4月新观测场逐日平均温度 (略) 。
undefined:2008年4月新观测场月平均气温 (17.2) 。
y:2008年4月旧观测场逐日平均温度 (略) 。
undefined:2008年4月旧观测场月平均气温 (17.7) 。
undefined, 将上述值代入 (1) 式, 得到μ=-0.71。
当显著性水平α=0.05时, μa=1.96, 因此|μ|≤μ, 接受原假设。所以在显著性水平α=0.05的显著性水平上, 认为2008年4月新观测场与旧观测场的平均气温无显著性差异。
2.3 计算结果
按上述方法计算, 温度各要素的μ值计算结果见表2。
从表2可以看出, 平均温度、最高温度、最低温度的μ值均小于临界值μa, 接受原假设μ1=μ2, 即新观测场与旧观测场2008年4、7、10月的平均温度、最高温度、最低温度无显著性差异。
3 小结
通过迁站前两年气温资料的对比分析, 可以看出:平均气温和最低气温, 新观测场比旧观测场低, 但各月偏低的程度不同;最高气温总体来说也是新观测场比旧观测场低, 但有个别月份差值趋势不一致。在气象业务服务和科研工作中使用新观测场地的资料时, 应考虑迁站前后气象要素间的误差, 订正后再使用。
通过假设检验分析, 两站的平均气温、最低气温、最高气温整体差异不显著, 两地观测的气温来自同一总体, 采用新观测场地的温度资料能反映旧观测场地的气温变化情况。
摘要：通过对德阳站迁站前两年新观测场与旧观测场的气温观测资料的对比分析, 可以看出, 平均气温和最低气温, 新观测场比旧观测场低, 但各月偏低的程度不同;最高气温总体来说, 新观测场比旧观测场低, 但有个别月份差值趋势不一致。通过假设检验分析, 两站的平均气温、最低气温、最高气温整体差异不显著, 采用新观测场地的气温资料能反映旧观测场地的气温变化情况。
关键词：迁站,温度,对比分析,假设检验分析
参考文献
[1]魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京:气象出版社, 1999.
[2]袁云贵, 宋彦棠.都匀市气象局迁站对观测各气象要素差异要析[J].贵州气象, 2008, 32 (2) :31-33.
[3]黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[M].北京:气象出版社, 2000.
观测资料 篇2
长期预报基本观测资料自动化处理
以普遍推广的AO文件(即基本观测资料)为基础,经过一定的程序处理,得到各气象要素的气候值,并形成建立方程所需自变量数据文件和预报所需的自变量数据文件.计算自变量与因变量的.相关系数,将相关系数较大的因子筛选出来,通过人机交互的方式进行第2次筛选,用相关显著的自变量与因变量建立回归方程.由于输出的自变量相对因变量来说都是前期因子,根据回归方程和预报所需的自变量,就可以得出预报结果.
作 者：王建英 王荣英 李翠玉 李月英 Wang Jianying Wang Rongying Li Cuiyu Li Yueying 作者单位：河北省衡水市气象局,衡水,053000刊 名：气象科技 PKU英文刊名：METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：36(1)分类号：P4关键词：AO文件 资料处理 逐步回归 自动化
观测资料 篇3
关键词：MODIS卫星资料；通道；海雾；概率
引言
海雾是近海海域灾害性天气之一。海雾出现时，垂直和水平能见度极低，严重影响海上航运、捕捞作业等。海雾登陆时，能够深入内陆几十、甚至几百公里远，有时因稳定少变的天气形势而持续数日，给沿海岸地区海、陆、空交通增加困难。随着沿海一带经济的发展，因海雾灾害而造成的损失越来越大。海雾检测技术的研究对于提高海雾预报准确率、降低海雾灾害损失具有重大意义。利用MODIS卫星观测资料，综合运用各通道提取海雾信息，对云雾进行分离技术与应用研究，再选用适当的通道进行计算得到海雾概率分布图，最后分析黄海海域海雾的时空分布特征。
1 算法介绍
基于本文的研究内容，特选取118°E-125°E，31°N-41°N 区域的MODIS卫星观测资料进行处理。
1.1 白天算法
根据卫星遥感理论，层云和雾的反照率大于水体和地面，但小于中高云，在可见光的图像上表征出不同的纹理和亮度。在红外波段，雾粒子的辐射特性也随着波长不同而不同。在长波红外波段31通道附近，云、雾及其他不透明水云的辐射性状类似于黑体，近乎完全发射长波红外辐射，其辐射比率接近于1。
图1：一次海雾过程MODIS卫星资料可见光、红外通道数据在所取剖面上的变化图
因此，白天太阳辐射可以被忽略，卫星测量到的云雾热红外波段的辐射转化为亮温，与云雾顶的物理温度相等。所以，云雾所处的高度不同，红外图像反应出的亮温存在差异。此外，26通道对卷云的监测效果理想，有利于在云雾分离中进一步滤除中高云的影响。
从图1可以看到，中间是一个雾区，两边为中高云区和晴空区。可见光及近红外17通道在中高云区、雾区、晴空区反照率依次降低，雾区反照率波动范围约为20～40%。26通道卷云检测对于雾区和晴空区不敏感，数值较低。远红外32通道在中高云区为低值，在雾区和晴空区显示亮温较高且平滑。综合利用上述通道，能有效提取雾区信息。
图2：一次海雾过程MODIS卫星20和31通道的亮温在所截剖面上的差异图
1.2夜间算法
夜间MODIS卫星只有20至36通道数据。海雾粒子在红外波段上的辐射特性随波长不同有所变化。在没有太阳短波辐射和相应的反射、散射，只有自身发射及大气投射的情况下，大雾在3.7μm波段的有效亮温比在10.7μm波段低。而对于发射率几乎等于1的近黑体陆地表面和海洋表面，这两个通道间的亮温几乎相等；地表发射率越低，10.7μm波段的有效亮温相对于3.7μm波段就越低。因此，一般情况下，地表和大雾之间的BT10.7μm-BT3.7μm亮温差大于2度。从图2中可以看到，截取剖面由中高云区、晴空区和雾区间隔构成。20通道和31通道的数值在晴空区基本一致；在中高云区20通道远高于31通道亮温；而在雾区，20通道数值则低于31通道。利用这种原理能较好的区别中高云区、晴空区和雾区。它是目前夜间海雾监测的基本方法。再利用32通道对雾区亮温的控制，能有效排除以上算法中误判的积云体和比较高的层云。
图3： 4-7月的海雾概率分布图
2 黄海海区海雾多发期（4～7月）海雾时空分布特征分析
按照海雾判识算法，对2013年MODIS卫星资料进行反演，得到海雾多发期（4-7月）的海雾分布概率图（图3）。
从4～7月份的海雾分布概率图我们可以看到：
四月份，海霧发生的区域主要位于黄海北部，黄海南部海雾发生的面积及概率都比较小，黄海南部大部分海区没有海雾的发生。渤海在黄河口附近海域海雾发生的概率较大。
五月份，整个黄海北部中部及东部基本上都有海雾的发生，其中以黄海东部和中部海区海雾发生的概率最大。但在黄海南部海雾发生范围及概率都不大。而渤海海区海雾则基本上发生在与黄海毗邻的地方，大致可以认为是黄海海雾在渤海海区的延续。
六月份海雾发生的范围覆盖整个黄海海区，海雾发生的概率也比较大，其中以黄海中部、南部以及东北部海区海雾发生的概率最高。渤海海区也基本上都有海雾的发生，其中以黄河口附近海区海雾发生的概率最高。整个山东沿海地区都有海雾的发生，其中以日照以南海区海雾发生的概率最大。
七月份黄海海区海雾发生的面积大约占整个黄海面积的90%，海雾发生的概率普遍也比较大，其中尤以黄海东部发生的概率为最高，黄海北部和南部出现海雾的概率则相对较小。在江苏沿岸海区海雾发生的概率也比较大。渤海海区海雾主要出现在渤海东部海域以及黄河口附近海区。
4 结论
1.通过对MODIS卫星数据的处理分析得出的黄海海区海雾时空分布特征基本符合一般的海雾分布规律，通过卫星辨别海雾具有一定的可行性。但以上结论仅用了较少的资料，可能包含了年际变化，要对海雾产生、发展、分布有个普遍性、规律性的认识，需要对其进行大量、长年的资料分析来进一步统计气候态的黄海海雾时空变化特征。
2.以上分析只是建立在前人经验总结的基础之上，缺乏现实的观测资料加以订正对比。因此在以后的工作中，要在结合更多资料分析的基础上，比对更多的探空、观测资料对卫星资料处理结果进行进一步检验。
3.海雾自动判识算法仍存在很多问题，需要在日后的工作中做进一步的改进。包括：海雾在边界区由于有水体的信息，容易被误判为低云；低云在边界区由于水体信息的混合，容易被误判为海雾；海雾上有云覆盖时，卫星判识为云；当低云的性质和海雾十分接近时，误判率会提高等。
参考文献
[1]王彬华，海雾[M].北京：海洋出版社，1983
[2]马慧云，李德仁，刘良明，等.基于MODIS卫星数据的平流雾检测研究[J].武汉大学学报，30（2）：143-145.
[3]鲍献文，王鑫，孙立潭，等.卫星遥感全天候监测海雾技术与应用[J]，高技术通讯，15（1）：101-106.
[4]王鑫，黄菲，周发秀，等.黄海沿海夏季海雾形成的气候特征，海洋学报[J].28（1）：26-34.
Analysis of characters of sea fog of Huanghai Sea which are got by calculating MODIS satellites data
作者简介：常成（1985-），男，汉族，山东寿光人，本科，助理工程师，主要从事短期天气预报工作。
上海深井项目形变观测资料分析 篇4
进入新世纪以来, 地震测技术呈现出由平台观测台网向大规模的立体监测网发展的趋势, 即由单一方法向宽频带综合观测发展, 由地表观测向空间与井下观测发展, 由陆地观测向海洋观测发展[1]。综合深井观测项目集成的仪器包括应变仪、倾斜仪、地震计、空隙压、地磁仪、地温仪、水温仪。地壳形变观测的目的是为了测定地壳表面点位之间的相对位置或重力场的变化, 以获取地壳形变的几何和物理信息, 其观测量为位移、应变和重力的相对变化值, 反映地壳形变的几个方面:潮汐形变、构造形变、荷载形变以及突发性形变。钻孔应变观测仪器探头一般安装于钻孔下数十米的基岩中 (或土层中) , 通过对地层内部应变状态依时间连续变化的精细观测, 是发现和掌握地震应变前兆的 (长) 中短临以及震后调整的时空分布发展变化规律, 构成重要的地震前兆观测手段, 为地震学研究、防震减灾工程提供基础性背景资料[2]。
1 台站基本情况
2011年上海市地震局建成了两个综合深井地震观测站, 分别为崇明长江农场台和浦东张江台。崇明长江农场台位于崇明岛中部, 浦东张江台位于张江高科技园区内。
崇明长江农场台位于上海市崇明岛中部, 地理位置为东经121.53°, 北纬31.66°, 台站台基岩性为燕山晚期花岗岩, 台址周围构造较为稳定。崇明长江农场综合深井观测井井深463.6m°。浦东张江台位于上海市张江高科技园区内, 地理位置为东经121.6°, 北纬31.18°, 浦东张江综合深井观测井井深407m。
2 水泥固化与应变仪曲线变化情况
浦东张江台四分量应变仪安装于井下405米处, 崇明长江农场台四分量应变仪安装于井下460米, 详细的地下情况请参看表1。由于要防止坍塌, 均采取了钢管护壁的办法, 仪器下井安放后利用膨胀水泥进行固化。此次固化工作使用的是标号为425#的水泥, 理论上该标号的膨胀水泥初凝时间在1h左右, 终凝时间在25h小时左右, 但是曲线中显示膨胀水泥的终凝时间却远远超出该理论时间。影响水泥硬化的因素很多, 除了矿物本身的结构, 还与外界条件如温度、加水量有密切的关系。此次深井固化所用的微膨胀水泥的密度是:1.2kg/L~1.3kg/L (松散状态) , 按照稠度达到不挂手的要求, 微膨胀水泥与水的重量配比是:1.8~2.0:1。
3 水泥固化与应变仪曲线变化情况
浦东张江台四分量应变仪安装于井下405米处, 岩性以中风化粉砂岩为主, 崇明长江农场台四分量应变仪安装于井下460米, 岩性以微风化花岗岩为主。由于要防止坍塌, 均采取了钢管护壁的办法, 仪器下井安放后利用膨胀水泥进行固化。此次固化工作使用的是标号为425#的水泥, 理论上该标号的膨胀水泥初凝时间在1h左右, 终凝时间在25h小时左右, 但是曲线中显示膨胀水泥的终凝时间却远远超出该理论时间。影响水泥硬化的因素很多, 除了矿物本身的结构, 还与外界条件如温度、加水量有密切的关系。此次深井固化所用的微膨胀水泥的密度是:1.2kg/L~1.3kg/L (松散状态) , 按照稠度达到不挂手的要求, 微膨胀水泥与水的重量配比是:1.8~2.0:1。
3.1 浦东张江台
浦东张江台四分量应变仪北西分量及北南分量自10月18日开始出现急速下降, 同时曲线斜率减小, 直至10月26日17时左右由于仪器校测调整, 出现台阶;四分量应变仪东西分量及北东分量自10月18日开始出现急速上升, 同时曲线斜率逐渐减小, 直至10月26日17时后出现台阶。对于此次应变仪出现台阶的情况, 我们之前认为是仪器故障或膨胀水泥能力突出释放所引起的, 但是经过调阅浦东张江台综合深井观测组所有仪器, 发现10月26日当天17时以后均出现台阶, 所以我们认为本次台阶是由于仪器调整造成的, 消除这些阶跃后整个曲线基本处于正常水平。
从上述图形中可以发现北西、北南受到的应力降低, 说明北西和北南方向受到拉张作用力的影响;东西、北东方向受到的应力增加, 说明东西和北东方向受到挤压作用力的影响, 对此可以认为此次应变仪四分量的急速变化, 是由于膨胀水泥在硬化过程中体积出现膨胀引起。北西、北南方向和东西、北东方向受到相反方向的作用力, 说明水泥在在固化过程中膨胀中出现了非均匀膨胀过程。这个过程在10月27日仪器调整后消失, 体应变的变化过程趋于一致。
3.2 崇明长江农场台
崇明长江农场台四分量应变仪从2011年10月27日起正式产出观测数据, 观测曲线已经能显现出固体潮的趋势, 同时数据曲线并未显现出大幅的应力应变变化, 这是因为崇明长江农场台在数据产出之前井下的水泥膨胀过程已经完成并持续了一段时间, 因此数据产出时已经能够在一定程度上反应崇明地区的应力变化过程。
4 水泥固化稳定后四分量应变仪耦合情况分析
根据邱泽华等人[3,4]的研究, 任意选择一个元件的孔径相对变化测值, 记为s1, 一次顺时针转动45°, 有元件测值s2、s3和s4。当探头与围岩的耦合处于理想状况时, 应该有
但是这四组测值往往并不完全符合这个关系, 而是有一定的误差。这个误差可能反映了探头与围岩的耦合状况。死分量钻孔应变仪以45°为间隔在4个方向上安装元件, 构成两组互相正交的孔径相对变化观测, 就是为了根据式 (1) 检验检验它们是否相等。这种“自检”对于说明探头与围岩的耦合状况具有关键的作用。
实际上我们可以进一步根据一定的假设来对元件测值进行校正。令Si=kisi (i=1, 2, 3, 4) , 假设
将大量实际测值带入式 (2) , 给定任意一个ki为1, 可以反演得到其他ki。分别给定所有ki为1, 可以得到4组ki (i=1, 2, 3, 4, ) 。对这4组值取ki的平均值作为最终的反演结果。这样的ki都是在1附近取值。特别当耦合处于理想状况时, 所有ki都等于1。我们称对ki的反演为实地相对标定, 称ki为相对校正系数。
现利用上海深井观测校正数据进行相对校正系数的计算, 可以得出两个深井观测站四分量钻孔应变仪的相对校正系数。上海深井观测校正数据有四分量应变仪、二分量钻孔倾斜仪、地磁仪, 据负责此项目的人介绍, 校正数据主要是对存在方向分量的数据进行方向校正, 进而使得数据更为精确。
对于四分量钻孔应变仪, 可以利用其特有的自检功能对资料的稳定性、可靠性进行检验[5]。利用校正数据计算出的结果表明, 上海深井观测台网的四分量应变仪耦合情况良好, 可以提供有价值的应变变化观测数据。
5 结语与讨论
(1) 通过分析浦东张江台综合深井观测及崇明长江农场综合深井观测的四分量钻孔应变仪数据, 认为上述两个台站的四分量钻孔应变仪数据能够运用于日常分析预报任务中, 并且能够较好的体现地下应力应变变化情况。
(2) 浦东张江台四分量钻孔应变仪2011年10月18日~26日的数据能够真实的反映膨胀水泥固化的过程, 能够为今后的综合深井水泥固化提供一定的参考依据;由于对崇明长江农场台四分量钻孔应变仪进行过调整, 崇明长江台水泥固化过程缺失, 对今后类似地质结构下的水泥固化过程的认识存在一定的影响, 但是整体观测曲线正常, 固体潮正常, 该次调整对于崇明长江农场台并无影响。
(3) 综合深井四分量应变仪观测是能够显著减弱地表、人类活动等干扰所带来的影响, 切实反映深部地下岩层应力应变的变化情况。
摘要：本文运用上海市地震深井综合项目所建台站——崇明长江农场台和浦东张江台——井下四分量钻孔倾斜仪观测资料进行分析。通过分析, 了解不同区域内水泥固化因素与四分量钻孔应变仪曲线的对应关系。通过对四分量应变观测仪观测曲线的分析对比, 认为该套仪器的运行正常, 能够正常反映地下岩层应力应变的变化情况, 可以运用于日常分析预报工作。
关键词：综合深井,四分量钻孔应变观测,固化能力,相对校正系数
参考文献
[1]欧阳祖熙, 张钧, 陈征, 等.地壳形变深井综合观测技术的新进展.国际地震动态, 2009, 11 (371) :1-13
[2]李海亮, 李宏.钻孔应变观测现状与展望.地质学报, 2010, 84 (6) :895-900
[3]邱泽华, 阚宝祥, 唐磊.四分量钻孔应变观测资料的换算和使用.地震, 2009, 29 (4) :83-89
[4]邱泽华, 唐磊, 周龙寿, 等.四分量钻孔应变台网汶川地震前的观测应变变化.大地测量与地球动力学, 2009, 29 (1) :1-5
观测资料 篇5
例举了杭州地震台投入超低频数字地震电磁辐射仪(EMAOS-L)以来的两组临震前电磁辐射观测异常资料现象,并对观测资料进行了分析和探讨.
作 者：陈建毅 Chen Jianyi 作者单位：浙江省地震局,杭州,310013刊 名：国际地震动态英文刊名：RECENT DEVELOPMENTS IN WORLD SEISMOLOGY年，卷(期)：2009“”(7)分类号：P318.6+2关键词：电磁辐射 观测资料 异常
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水坝变形观测资料的定性分析 篇6
关键词：水坝变形,观测,定性分析
一、土质堤坝水平位移观测资料的定性分析
(一) 产生横向水平位移的原因
一般情况下, 产生横向水平位移的原因可概括为两个方面:
1. 坝身自重压缩引起的侧向膨胀, 其作用相当于如图1所示的一个顶部自由、底部受约束的弹性体受到竖直荷载作用下产生侧向变形的情况。由于坝底受基础的约束, 侧向变形为零;而侧向变形最大通常在离坝顶1/2~1/3坝高处。
2. 承受水荷载引起的水平位移。有相当一部分坝, 由于受上游坝面上水荷载的作用, 坝上游面及坝基面受力后产生向上游转动的弹性挠曲, 这种作用尤其在水库首次蓄水时较为明显, 其作用有如悬臂梁的受力, 见图2。但此种变形往往在水库水位降落后又逐渐恢复原状;此后, 在长期高水位下坝体受水平压力的作用, 坝顶逐渐产生向下游偏侧的位移。
(二) 产生纵向水平位移的原因
纵向水平位移主要是由于岸坡土柱高度不等而产生的不均匀沉陷所产生的。由于河谷的横断面形状通常为V形或U形, 故可将坝体视为斜面上的物体, 由自重产生一个平行斜面指向河谷的分力, 此分力使坝体产生指向河谷的纵向位移。
(三) 水平位移的一般规律
1. 横向水平位移。
一般情况下, 坝的上游坡向上游位移, 下游坝坡向下游位移。对于坝顶, 由于受库水位的影响比较强烈, 相当一部分坝在蓄水初期坝顶向上游位移, 随着蓄水时间的推移, 坝顶逐渐向下游位移。
图3是埃尔因菲尼罗坝竣工后最大断面坝轴线上测斜计测得心墙不同高程处水平位移的变化。图中基线0-0表示在竣工后蓄水以前的位移起始位置。水库1964年6月15日蓄水, 6月23日坝顶已向上游位移14cm, 而心墙下部1/3仍然未动, 随着厍水位上升, 心墙便向下游位移, 最大变形发生在下部三分点处, 而坝顶位移极小, 直至1964年8月24日, 坝顶净位移仍向上游, 在库水位大致不变的情况下, 心墙的挠曲也随时间的推移而增长。1966年2月, 坝顶又回到原位, 而心墙中部的1/3却已向下游位移达26cm之多, 到1968年2月16日, 坝顶已向下游位移23cm, 而最大位移量在坝中点处达46cm。
2. 纵向水平位移。
一般发生在坝两端岸坡坝段部位, 岸坡愈陡, 纵向位移愈大, 纵向水平位移与沉陷组成的合向量指向河谷中心。图4反映了纵向位移沿高程的分布规律, 施工期在填土厚度约1/2处位移量最大, 竣工后的水平位移在坝顶处或坝顶下1/3坝高处最大, 坝底为零。
综上所述, 水平位移的一般规律是各种作用的综合反映, 其表现形式为:
(1) 横向水平位移主要发生在河谷中部坝的最大断面处, 而向两岸逐渐减小。
(2) 在坝的横断面上, 低高程的坝坡分别向上下游位移, 坝顶位移方向则视具体条件而定。
(3) 横向最大位移量施工期发生在坝的1/2坝高处, 竣工后发生在坝顶或坝顶以下1/3坝高处附近。
(4) 纵向水平位移主要发生在岸坡坝段, 位移方向指向河心, 位移量自岸坡坝段向河心逐渐减小, 至河谷中心为零。岸坡越陡, 纵向位移越大。
二、土质堤坝沉陷观测资料的定性分析
(一) 土质堤坝沉陷量的分析
对土质堤坝, 沉陷量的大小往往可以作为衡量填土密实性和施工质量优劣的一个主要指标。要防止土坝的裂缝, 主要的措施就是设法减小不均匀沉陷, 而若能减小各部位沉陷量的绝对值, 则相对不均匀沉陷也能相应减小。因此, 沉陷量也是衡量土坝运行安全的基本指标。分析沉陷量可以从两方面着手:一是究竟能允许有多大的累计沉陷量而不至于危及坝的安全;二是竣工初期的沉陷速率应在多大的范围内。由于填土高度的不同, 沉陷量的绝对值差异很大, 故通常用相对沉陷率 (即坝的沉陷量占坝高的百分数) 来表示。
我国及国外一些已建成土坝的沉陷观测成果和运行情况表明, 凡是变形小的, 竣工后相对沉陷率小于1%的坝都没有产生裂缝, 大于3%的坝多数发生裂缝, 而相对沉陷率在1%~3%之间的坝, 有的出现了裂缝, 有的没有产生裂缝, 要看土料性质和其他条件而定。一般土坝在竣工后5~7年, 沉陷基本稳定, 一般把竣工后相对沉陷率为3%作为累计过大沉陷的判断指标。
所谓沉陷速率是指一年内坝的沉陷量占坝高的百分数, 它反映沉陷过程的快慢。初蓄期沉陷增长较快, 以后沉陷率很快减小, 竣工后2~3年内如不产生裂缝, 以后一般不会产生裂缝, 因此竣工初期的沉陷速率对裂缝的产生影响很大。据实测资料统计, 竣工后第一年内坝顶沉陷量占坝高的0.1%~0.4%, 以后逐年减少, 竣工后10年内累计沉陷量约为第一年的2~4倍。我们可以把竣工后第一年的沉陷速率作为参考指标, 若超过此数值, 说明可能“过大沉陷”, 即说明起码填土质量差, 抗裂抗渗性能低, 往往有裂缝和渗漏。
综上所述, 根据实测资料, 用竣工后相对沉陷率为3%和竣工后第一年的沉陷速率为0.5%作为衡量“过大沉陷”的参考指标, 虽然还不能全面反映变形情况, 但若沉陷率在此范围内, 则说明坝的碾压质量较好, 其抗裂强度也不可能很低, 水平位移也不会很大。若相反, 则说明坝的质量差, 安全程度低。
(二) 沉陷, 过程的特点
填土在外力作用下, 需要经过一定时间才能完成压缩过程, 所以, 坝身和坝基的沉陷也要经过一段时间才能达到稳定, 沉陷达到稳定所需的时间与土料性质、排水条件有关。
一般情况下, 砂土的压缩过程很短, 一般在施工结束后沉陷就达到稳定, 而粘性土压缩性大, 孔隙水排出较困难, 沉陷过程相当长。另一方面, 土坝在施工期和竣工初期固结过程很快, 以后由于荷载不再增加, 大部分孔隙水已排出, 沉陷将变缓慢, 但是达到沉陷终结, 则还需要相当长的时间。
三、混凝土坝水平位移和挠度的基本规律
根据实测资料, 混凝土坝的水平位移和挠度通常具有以下变化规律:
1.水平位移一般受水荷载的影响, 上游水位升高时向下游变形, 变形随水位升高而加大。
2.水平位移与坝体温度状况有关。位于坝顶的测点, 一般高温季节向上游位移, 低温季节向下游位移。对许多坝来说, 这种温度影响比水压力影响更大一些, 因此, 虽然夏季水库水位高, 但坝顶总的位移仍是向上游方向。图5所示丹江口大坝永久测点的水平位移就属于这种情况。
气象特种观测资料处理系统的设计 篇7
关键词：气象特种观测,整编入库,检索查询
引言
我国气象特种观测项目正在不断开展, 特种观测数据也随之不断的积累。目前各个特种观测项目一般都带有自己的配套软件, 数据格式多种多样, 编码规范不尽相同。由于缺乏有效的数据管理, 不利于气象特种观测资料的查询分析和应用。为此根据青岛市气象局目前开展的酸雨观测、紫外线观测、负离子观测和水泥地面温度观测等气象特种观测项目开发了气象特种观测资料处理系统, 对各类气象特种观测资料进行整编入库和持久化管理, 并采用b/s架构设计发布平台, 供相关人员进行检索查询。
1. 系统设计
系统数据库采用SQLServer2000, 并利用VB编程语言按模块分别为各类气象特种观测资料编写后台入库程序。
1.1 系统架构
系统架构及主要功能模块设计见图1。
1.2 数据库设计
数据库的设计充分考虑今后可扩展性和易维护性。主要包括8个数据表, 分别为:酸雨数据表、紫外线数据表、负离子数据表、水泥地面温度数据表这四个气象特种观测项目的站点属性信息表。站点属性表存放站点属性信息, 如站号、站名、经纬度以及传感器的相关信息等, 数据表存放气象特种观测数据, 根据观测项目的不同划分了相应的字段。以酸雨数据表为例, 包括降水的起始终止日期、ph值、电导率、降水量、温度、风速风向等实时观测数据, 表之间的设计符合第三范式, 减少了数据冗余。
表1是具体的表结构范例, 其中标题为字段中文名称;字段名称为字段英文名称;类型为字段数据类型;大小为字段的长度 (精度) ;非空表示该字段可否有空值;对于自动增长的字段, 或系统内部处理的字段, 标注只读 (R) 。
1.3 数据整合及入库
气象特种观测资料的原始数据大都存放在各类文本文件中, 需要对这些文本文件进行分析、编制程序导出需要的数据资料并进行定时入库操作。采用基于VB和ADO数据库接入技术开发自动、实时入库模块, 对不同数据来源和数据格式进行处理, 转换成设计好的数据格式入库。该模式定时自动启动运行, 保证数据的实时入库。
以酸雨观测数据为例。酸雨观测数据文件每月一份, 存放本月所有降水的酸雨观测数据。打开文件, 取出该月的所有降水记录, 找到各条记录中所需的字段如降水的起始终止日期、ph值、电导率、降水量、温度、风速风向等, 通过VB字符串函数的处理将其剥离出来, 再对这些按气象规范定义所记录的特殊字符代码按照各自的转换公式进行处理, 将其转换成常见观测要素数值。
入库操作利用了A D O组件中的Recordset对象进行处理。将每条记录时间先与当前时间进行比较, 若大于当前时间, 说明数据有误, 丢掉不用直接进入下一条记录处理。若小于当前时间, 再与库中的记录进行比较, 如果比最新一次入库的时间大, 说明是新纪录, 则直接入库, 然后进行下一条记录的判断。如果比最新一次的入库的时间小, 则说明该条记录已经入过库, 丢掉不用, 然后进行下一条记录的判断, 直至该月全部记录入库。
资料处理过程在后台定时自动执行, 以保证系统数据库内的数据与最新观测到的数据同步。
2. W e b发布平台
2.1 平台功能设计
平台按照气象特种观测资料的种类分成了四个部分:水泥地面温度观测, 负离子观测, 紫外线观测和酸雨观测。各类资料按资料内容提供不同的查询条件接口。条件查询的功能非常丰富, 除了可以选择时间段查询记录之外, 还可以按照设定的观测资料的要素条件筛选出符合需求的记录。通过查询界面 (图2) 进行查询条件设定并进行查询操作便可以在显示界面 (图3) 显示出所需的特种观测资料。
2.2 检索查询及显示设计方法
平台采用基于Java的Jsp+Servlet模式, 检索查询显示流程图见图4。采用MVC三层的逻辑架构, 其中M为Module, 应用对象, 将实际的业务对象进行封装, 使之成为一个独立的逻辑对象, 并包含实际业务对象的诸多属性。V为View层, 即展现给用户的交互页面。C为Control层, 定义了用户界面对于用户输入的响应方式。以酸雨观测为例, 一次将数据库酸雨观测表中的各字段封装成Module, 实现了对其进行封装, 该资料的每个属性都有相应的读取和写入操作。在以后的操作中, 就可以以Module为单位, 即酸雨观测表对象为单位来大批量、方便的传递酸雨观测资料数据。
View层主要作用是“用户交互”, 即接收用的指令并根据指令来进行内部操作后将结果反馈给用户。其间需要进行安全性检查, 例如在某些期望输入数值的部分由于用户误操作输入了字符而导致程序运行异常。因此需要在该有期望部分增加安全检查机制。
在程序内部, 用户提交请求后由C o n t r o l层来接管用户请求, 进行后续操作, 具体则是由Servlet来完成具体工作, Servlet运行于服务器端, 具体工作流程是对请求的Web页的各个字段的值 (value) 进行接收, 并进行相关的转化和必要的检查。进行完上述操作和检查后, Servlet即可来根据提交的各种选择条件来拼出SQL语句。
在进行查询数据库操作方面, 本系统采用了比较先进的“连接池”来提供与数据库的连接服务。该解决方案是在应用程序启动时建立足够多的数据库连接, 并将这些连接组成一个连接池, 由应用程序动态的对池中的连接进行申请、使用和释放。对多于连接池中连接数的并发请求, 应在请求队列中排队等待。并且应用程序可以根据池中连接的使用率, 动态增加或减少池中的连接数。该技术尽可能的重用了消耗内存的资源, 大大节省了内存, 提高了服务器的服务效率, 从而能够提供更快的响应和支持更多的并发请求。
获取了数据库连接即可对数据库进行操作, 查询结果按照酸雨资料的Module进行数据封装, 最后显示到用户面前。
3. 小结
随着国家现代化建设对气象需求的不断增长, 气象特种观测项目也将越来越多。本系统通过建设数据库和Web发布平台, 可以对目前青岛市气象局开展的气象特种观测项目资料整编入库并实现灵活方便的检索查询功能, 这对于气象特种观测资料更好地应用于城市环境服务具有重要意义。本系统目前已经处于业务运行阶段, 但是还有许多需要改进的地方, 例如完善数据安全性检查、为数据查询语句编写存储过程来提高程序应用效率以及提供更友好的扩展功能接口, 增加新的特种观测项目如沙尘暴观测等。
参考文献
[1]中国气象局.酸雨观测业务规范[S].北京:气象出版社, 2005;27～77
肃北新旧气象站观测资料对比分析 篇8
关键词：肃北,搬迁站,气象资料,对比分析
肃北县气象站属“国家一般气象站”, 近些年随着城市建设的发展, 原本位于县城内的肃北县气象观测站, 渐渐陷入了城市建筑物的包围当中, 气象探测环境保护压力日趋严峻。观测环境遭到破坏, 为确保气象资料的代表性、准确性和对比性要求[1], 2010年经中国气象局批准, 肃北国家一般气象站 (以下简称新站) 从肃北县迁至位于城镇1.5km处的当城湾镇城北村。利用新旧站的观测资料对一些气象要素进行对比分析, 以此来找到两站之间的差异, 为新站观测资料的使用提供依据, 确保新站资料的正常使用。
资料来源及说明:气象资料为1973～2009年旧站、以及2010年新站资料。针对气候资料的在实际工作中的应用情况, 主要对新旧两站的月平均气温、月平均降水、月平均气压、月平均水汽压、日照时数资料进行分析, 其中月平均气温、月平均气压、月平均水汽压为自动站观测数据, 月平均降水、日照时数为人工观测数据。平均值为4次观测平均数据 (02时、08时、14时、20时) 。
1 新旧站观测环境对比
1.1 旧站观测环境
肃北国家一般气象站位于肃北县政府广场南侧, 北面正对着武装部等单位办公楼, 东边与县城小学以及居民楼, 南面正对肃北宾馆楼, 建筑物形成了人为屏障, 探测环境遭到了破坏。
1.2 新站观测环境
2010年肃北国家一般气象站搬迁至县城西北部1.5km处 (东经94°53′, 纬度39°31′) , 县城环城公路从观测站西南约100m处通过, 县城汽车站位于观测站西南部800m处, 四周以农田, 村庄为主, 探测环境以及气象设施完全符合气象探测环境保护标准, 自然条件很好, 视野开阔, 空气流通顺畅, 不受城市效应影响。
2 台站基本情况
3 新旧站气象要素差异对比分析
3.1 气温对比
气温是反映大气冷热程度的物理量[1], 是进行研究气象的重要要素, 气温的差异可以直观的表现出局地环境的改变。
从表2可以看到, 1月、2月、6～8月、11月, 新站月平均气温高于旧站月平均气温, 其余各月旧站气温高于新站气温, 其中相差最大的是4月达到了-2.7℃, 2月、8月差值最小均为0.1℃。经分析, 气温变化存在着季节性的变化:春季 (3～5月) 月平均气温新站均低于旧站;夏季 (6～8月) 月平均气温新站高于旧站 ;秋季 (9～11月) 月平均气温大致表现为旧站高于新站;冬季 (12～1月) 月平均气温大致表现为新站高于旧站。尽管各月平均气温存在着差异, 但是从图1可以看出, 两者随时间变化的趋势是吻合的, 时间上具有同步性, 说明新建观测站完全满足采集数据因具有代表性的要求。
3.2 降水对比
降水是指在大气中冷凝的水汽以不同方式下降到地球表面的天气现象。在许多地区降水量的年际与年内分配不均匀, 既受大气环流影响, 也受下垫面影响, 为此努力探明降水量的时空变化规律, 具有重要的意义。
通过对表3及图2的分析, 可以看出, 新、旧站逐月降水量存在着较大的差异, 除4月、6～8月外, 其他月份新站月平均降水量都大于旧站, 可以看到新、旧站3月、5月份降水量差值分别达到了19.9mm、43.1mm, 高出历年月平均降水量246%、230%。从季节的角度分析, 新站春季降水量为106.3mm, 远大于夏季降水量45.1mm, 春季降水量过多直接造成了肃北县出现60年不遇的雪灾[2]。据统计, 2010年酒泉地区降水量和往年相比, 表现为偏多状态, 特别是春季 (3～5月) 降水特多, 与历史同期相比, 各县市偏多1～4倍;夏季 (6～8月) 降水偏少。全市降水总量与历史同期相比, 偏少4～5成, 因此, 肃北县夏季降水量少于春季降水量这一规律与酒泉地区降水变化趋势基本一致, 进一步说明了新站观测数据具有代表性。
3.3 气压对比
气压是作用在单位面积上的大气压力, 即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气压的变化一定程度上反映大气的密度变化, 与水汽含量、风速、对流强度等密切相关, 也是人体舒适度要素之一[3]。
从表4可以看到, 新旧站各月平均气压基本一致, 差异幅度在-1.0～3.7hPa, 除2月外, 其他月份都表现为新站气压大于旧站气压。因新站海拔高于旧站, 处于比较空旷的地带, 且四周以农田为主, 因此, 气温较低、大气密度较大、这些都是造成新站气压高于旧站的因素, 本站气压产生差异的原因分析本站气压随海拔高度的升高而降低, 由于新站址观测场海拔高度比旧站址高19.8m, 所以新站址本站气压比旧站偏低。在近地面层中, 气压随海拔高度的变化可根据拉普拉斯气压高度差简化订正公式AP=-AH/8来计算[4]。新、旧站址气压表的海拔高度差为19.8m, 计算可知AP=-2.47hPa, 与实际值接近。因此, 造成气压差异的主要因素是两地的海拔高度。冬季气压最高, 春季次之, 夏季气压最低。由于2010年春季降水量特多, 导致气温过低, 使得新旧站气压差值达到了最大值分别为3.7hPa、3.7hPa、0.6hPa, 根据图3新旧站气压逐月变化趋势图可以看到变化趋势极为相似, 综合上述, 可以得到新站气压值也具有代表性的结论。
3.4 日照时数
日照时数是指太阳中心从出现在一地的东方地平线到进入西方地平线, 其直射光线在无地物、云、雾等任何遮蔽的条件下, 照射到地面所经历的小时。它是表征某地地方单位时间中接受太阳直射的小时数。
从表5可以很清楚的看到, 新站日照时数明显的少于旧站, 12个月里只有8月、11月、12月的日照时数表现为旧站大于新站, 其他月份都是旧站大于新站。9月、5月、11月、7月份的日照时数新、旧站差值分别为76.8h、27 .9h、25.8h、25.4h, 低于历年平均值27%、9%、11%、8.8%。其中9月日照时数远远低于历年平均值, 破肃北县历史最少记录。由于2010年肃北县降水量偏多2-3成, 特别是9月份又出现持续时间长、降水量大, 历史罕见的秋季连阴雨天气过程, 这些可能是导致肃北9月份日照时数特少的主要原因;新站址四面都是农田, 因此, 水汽较多, 受地形限制, 云系较多、也是导致日照特少的原因。此外, 2010年肃北出现较多的大风、沙尘天气, 也对全年的日照时数产生了一定的影响。再看图4, 新、旧站日照时数逐月的变化趋势图, 虽然各月份新、旧站日照时数差异较大, 但是从逐月变化的趋势来看, 新、旧站大致表现出同样的趋势, 这充分地说明了新、旧站之间日照日数具有很好的延续性, 新站的资料能够很好地反映当地的日照特征。
4 结论
1) 新旧观测站气象要素值存在着偏差, 造成这些差异的主要因素是:旧站四周陆续修建了楼房, 障碍物不断增多, 极大地影响了四周空气的流通, 观测环境遭到了破坏;新站地处郊区, 四周障碍物较少, 以农田为主, 空气流通很好, 因此, 能够真实的反映出当地的环流状况。
2) 肃北国家一般气象站迁站至郊区, 2010年正式开展业务工作。通过对肃北县观测站1973～2010年与2010年新站的气象资料进行对比分析发现新旧站观测资料存在着差异, 具体表现为:新站气温、降水量、气压均高于旧站;只有日照时数新站低于旧站。
3) 新站日照时数远远低于历年平均值, 主要原因是由于2010年肃北县降水量偏多, 特别是9月份又出现持续时间长、降水量大, 历史罕见的秋季连阴雨天气过程, 此外较多的大风、沙尘天气, 也对全年的日照时数产生了一定的影响。
4) 通过对肃北县观测站1973-2010年与2010年新站的主要观测数据进行对比分析, 发现新旧站气象要素虽然存在着差异, 但是气象要素变化的趋势并没有大的变化, 因此, 肃北国家一般站现在的气象数据符合“三性”要求。
参考文献
[1]中国气象局.地面观测规范[M].北京:气象出版社, 2003.
[2]王胜.肃北气候变化特征分析[J].甘肃科技, 2011 (6) .
[3]袁云贵, 宋彦棠.都匀市气象局迁站对比观测各气象要素差异分析[J].贵州气象, 2008, 32 (2) .
观测资料 篇9
银盏水库位于清远市清城区东南20km, 北江二级支流银盏河上游的银盏林场蕉坑村, 距离广州50公里。水库大坝下游3km有京广铁路、武广客运专线、107国道, 广清高速公路。是一座以灌溉、防洪、发电和城市供水等综合利用的重要中型水利工程。水库集雨面积35.1km2 (其中上游伯公坳水库6.7km2) , 实际集雨面积28.4km2。多年平均降雨量1910.8mm, 坝址以上干流河长10.95KM, 总库容3082万方, 正常水位58.00m, 相应库容2333万方, 死水位36.00m, 相应库容717万方。工程等级为三级, 水库按50年一遇洪水设计, 2000年一遇洪水校核, 设计洪水位58.33m, 相应库容2388万方, 校核洪水位62.08m, 相应库容3082万方, 设计洪峰流量506.99m3/s, 校核洪峰流量785.39m3/s。
银盏水库工程枢纽由灌区及库区两大部分组成, 库区工程由大坝、溢洪道、输水涵管、坝后电站等建筑物组成;灌区工程由总干渠、干渠、支渠、渡槽、涵洞、节制闸等建筑物组成。水库大坝为均质土坝, 大坝长280m, 坝顶宽6.5m, 坝顶高程64.70m, 最大坝高41.70m。迎水坡为干砌石护坡, 坡比为1∶2.26、1∶2.82、1∶3.65;背水坡为草皮护坡, 坡比为1∶2.3、1∶2.5、1∶2.5、1∶3.3。
2 变形观测基本概况
银盏水库自1959年11月动工兴建至1987年, 20多年的几次续建, 以及2000年开始的水库除险加固工程, 一直都没有安装大坝变形观测设施, 大坝的变形监测处于空白。直到2003年才正式安装建立了大坝变形观测点, 其大坝变形观测布置如图1所示。
大坝变形观测共布置了4个断面, 坝顶一排, 背水坡三排, 总共16个测点。这些测点均系水平和沉陷变形观测结合使用, 沉陷位移观测的起测基点BM位于管理所大门左侧围栏下, 水平位移工作基点分别位于坝顶和背水坡三排测点相应位置的两岸山坡上, 其中右岸上的工作基点A右、B右、C右、D右为前视基点, 左岸上的工作基点A左、B左、C左、D左为后视基点;D右基点由于地形所限, 建在溢洪道右岸石墙上。
3 变形观测资料整编
3.1 变形观测资料整理
银盏水库现有变形观测资料十分有限, 2004年冬进行了首次大坝变形观测, 以后2005、2006年各一次, 2007年起汛期前后每年观测两次。截止2009年, 已有变形观测资料统计如下:见表1、表2。
3.2 沉陷、水平位移过程线图
根据以上变形观测统计资料, 绘制沉陷、水平位移过程线图如图2、图3。
4 变形观测分析
银盏水库大坝的总体变形大部分已在施工期内和运行前期完成, 经过多年运行之后, 其大坝变形基本趋于稳定, 近期的变形监测结果也表明大坝处于较为稳定状态。
4.1 沉陷位移观测分析
根据银盏水库沉陷位移统计表及沉陷位移过程线图, 对其变化趋势、特点进行分析如下。
(1) 沉降量很小, 沉降趋于稳定。
根据沉陷位移统计表 (表1) 和各测点的沉陷位移过程线图 (图2) 可以看出, 就总的趋势来说, 该坝坝体沉陷位移过程符合土坝坝体沉陷位移和土坝固结的一般规律, 近几年的沉降量很小, 截止2009年, 坝顶A1、A2、A3、A4观测点的沉降量分别是表1沉陷位移统计表 (竖直向下为“+”, 向上为“-”, B M:6 5.7 9 8 m;单位:m)
19mm、14mm、25mm、19mm, 占坝高41.67m的0.046%、0.034%、0.060%、0.046%;沉降巳趋于稳定, 从沉降过程线来看, 近几年巳渐近于水平线。
(2) 沉陷位移与库水位相关。
由沉陷位移过程线图可以看出, 沉陷位移与库水位相关较大。当库水位较高时, 在水压力作用下, 水渗入坝体, 坝体荷载增大, 沉陷位移向下;当库水位大幅度下降后, 渗入坝体的水逐渐排出, 坝体荷载减小, 沉陷位移也相应地开始向上反弹。沉陷位移总是随着库水位的变化而相应上下摆动, 但总体趋势是向下。
4.2 水平位移观测分析
根据银盏水库水平位移统计表 (表2) 及水平位移过程线图 (图3) , 对其变化趋势、特点进行分析如下。
(1) 水平位移变化趋于平缓。
从水平位移统计表与水平位移过程线图可以看出, 坝体各部位有时向上游位移, 有时向下游位移, 只不过各部位位移量不同而已。随着时间的推移, 各测点的位移幅度逐渐减小, 水平位移变化趋于平缓, 其水平位移过程线总的趋势是向下游移动。
(2) 水平位移与库水位相关。
当库水位升高时, 坝体受到水压力的影响, 水平位移向下游移动;当库水位降低时, 水压力荷载减小, 坝体也相应地向上游回弹。水平位移受库水位影响明显, 两者间的变化规律相当一致。
5 结语
通过变形观测资料整编与分析, 大坝经过多年的运行, 大坝总体变形小, 大坝变形趋于稳定, 大坝水平和垂直向变形分布符合一般规律, 满足设计要求。综合变形观测分析结果, 认为目前大坝运行性能良好。
摘要：通过对近几年水库大坝变形观测资料的整编, 并对其变化趋势、特点进行分析, 了解大坝安全性能, 为指导大坝安全运行提供科学依据。
关键词：大坝,沉陷位移,水平位移
参考文献
[1]SL169-96, 土石坝安全监测资料整编规程[S].
观测资料 篇10
我国有很多学者对小区域内的闪电形成机理以及活动分布特征做了很多的研究。张义军等[1]对我国闪电探测技术、以及探测方法进行了总结,并提出了运用闪电探测资料进行雷电监测预警工作的预测方法。郑栋等[2]根据北京地区闪电定位资料,研究了大气参数与闪电活动之间的关系,发现了抬升指数以及高空温度与闪电密度之间存在正相关性关系。张廷龙等[3]利用近8年的卫星定位资料,研究了青藏铁路附近的闪电活动变化情况,表明了铁路沿线的闪电活动具有显著的日变化以及季节变化差异性。赵中阔等[4]利用甘肃平凉地区大气电场观测资料,研究了平凉地区大气电场与尖端放电电流之间的关系。研究表明,正、负电晕放电阈值的电场存在显著的差异性,且负电晕放电时电场阈值相对较小。徐栋璞等[5]利用经验模态分解的方法,研究了夏季地面大气电场有无雷暴云情况下变化情况。结果得出,经验模态分解方法,能够很好地分析出地面大气电场具有不用时间尺度的变化特征。殷娴等[6]江苏省近3年来的闪电观测资料以及探空资料,研究了对流参数与南京地区闪电活动之间的关系,并选取了对闪电活动相关性较高的参数,建立了闪电潜势预报方程。郑媛媛等[7]利用OTD资料、GOES红外亮温资料,主要研究了闪电活动与降水之间的变化关系,得出了闪电频次变化情况与降水之间存在一定的关系。Abarca等[8]利用闪电定位、NLDN资料,对资料统计分析得出,台风中心闪电活动具有不对称性。Hodanish等[9]研究认为闪电的形成需要一定的上升气流。Perez等[10]研究云地闪与龙卷风之间的关系,指出了龙卷风的形成与超级单体的发展趋势具有显著的相关性的关系。
1 研究方法
由于不同的观测设备采集到的数据,对闪电活动进行分析具有一定的差异性。本文主要利用OTD/LIS资料以及ATD资料,对比研究了我国闪电活动的变化规律及其空间分布特征。
2 结果与分析
2.1 闪电密度变化情况
根据OTD/LIS资料,对我国区域内闪电活动进行了统计,图1为OTD/LIS卫星资料我国闪电密度分布图,可以看出,在不同的区域统计出的闪电密度值相差较大,即闪电活动具有空间分布差异性。从图中整体上可以看出,我国东部区域的闪电活动要大于西部区域,主要是东部区域经济相对发达,且靠近海洋区域,具有充足的水汽条件,有利于对流活动的形成。统计出的东部区域平均闪电密度值为每年11.6次/km2。同时可以看出,南部区域闪电活动要大于北部区域。最大闪电密度主要集中在沿海区域,在福建、广东等区域闪电活动相对于其他区域较大,最大的闪电密度峰值为每年19.7次/km2。对于西部区域,主要是因为,西部地区海拔相对较高,且气候、地形等较为复杂,不利于对流气候的形成,从而造成了西部区域闪电活动相对较少,新疆自治区闪电活动最少,统计出的平均闪电密度值仅为每年0.18次/km2,主要是因为新疆自治区降水量较少,造成一定的干旱性气候,减少了闪电形成所必需的水汽条件。
根据ATD资料,对我国区域内闪电活动进行了统计,图2为ATD资料我国闪电密度分布图,根据ATD资料显示出,在不同的区域统计出的闪电密度值相差较大,即闪电活动也具有空间分布差异性。我国闪电活动主要集中在沿海区域,闪电密度最大值出现的区域在广州区域,闪电密度值为每年5.8次/km2。广州地区靠近海洋区域,受到季风气候的影响,给广州地区带来了充足的水汽,从而使得广州地区闪电活动相对较多。同时,在湖北区域闪电活动也相对较大,主要是因为湖北特殊的地理环境,造成了该区域闪电密度值也较高。在我国西部区域闪电活动相对较少,最小的闪电密度值为每年0.01次/km2。
通过OTD/LIS资料、ATD资料对我国闪电分布情况进行研究,可以看出,对于闪电密度空间分布情况,这2种观测资料具有较好的相似性。统计出的闪电密度主要集中在我国沿海区域,而在西北区域闪电活动相对较少。根据OTD/LIS资料统计出的闪电密度值要高于ATD结果,在西北地区这2种资料统计出的闪电密度差异性更大。
2.2 闪电活动日变化情况
根据OTD/LIS资料,统计出每个时间段内闪电频次,用来研究我国闪电活动日变化趋势。图3为OTD/LIS资料我国闪电活动的日变化,可以看出,我国闪电活动具有显著的日变化差异性,总体上呈单谷-单峰值变化类型,在0:00—11:00时间段内,闪电频次总体上呈递减的变化趋势,闪电频次谷值出现在11:00。11:00之后,闪电频次呈逐渐增多的变化趋势,闪电峰值出现在17:00和20:00,18:00的闪电频次也相对较多,在21:00—23:00期间,闪电频次波动幅度相对较小。可以看出,根据OTD/LIS资料显示,我国闪电活动主要集中在16:00—22:00之间,在8:00—13:00之间闪电活动相对较少。
根据ATD资料,统计出每个时间段内闪电频次,用来研究我国闪电活动日变化趋势。图4为ATD资料我国闪电活动的日变化趋势,可以看出,我国闪电活动具有显著的日变化差异性,总体上呈单峰值变化类型,在0:00—10:00期间,我国闪电频次波动幅度相对较小,从11:00之后闪电频次呈显著性的递增变化趋势,在16:00闪电频次达到了峰值,在15:00、19:00闪电频次也相对较多,从19:00之后闪电活动呈递减的变化趋势。
通过OTD/LIS资料、ATD资料对我国闪电频次日分布情况进行研究,可以看出,对于闪电频次日分布情况,这2种观测资料具有一定的差异性。根据OTD/LIS资料结果,在0:00—11:00时间段内,闪电频次总体上呈递减的变化趋势,闪电峰值出现在17:00和20:00;而对于ATD资料结果,在0:00—10:00期间,我国闪电频次波动幅度相对较小,在16:00闪电频次达到了峰值,且在每个时刻下,ATD资料统计出的闪电频次要高于OTD/LIS资料结果。
2.3 闪电活动月变化情况
分别根据OTD/LIS、ATD资料,统计出每个月份内闪电频次,用来研究2种资料情况下我国闪电活动月变化差异性。图5为OTD/LIS、ATD资料全国闪电活动月变化趋势,从图中显示出,2种观测资料下,我国闪电频次月变化差异性较大。对于OTD/LIS资料,我国闪电频次月变化呈单峰值变化趋势,在1—3月期间闪电频次呈小幅度的递增变化趋势,4月闪电频次较3月有较大幅度的递增变化趋势,4—6月期间闪电频次呈小幅度的递增变化趋势,在7月闪电频次达到了峰值,8月闪电活动也相对较大,从8月之后闪电活动呈显著性的递减趋势。
对于ATD资料,我国闪电频次月变化呈单谷-单峰值变化趋势,在1—3月期间闪电频次呈小幅度的递增变化趋势,4月闪电频次较3月有小幅度的递减变化趋势,5月闪电频次达到了谷值,6月闪电频次较5月有较大幅度的递增变化趋势,在8月闪电频次达到了峰值,9月闪电频次相对于8月呈显著性的递减变化趋势,9—12月期间闪电频次波动幅度相对较小。
通过OTD/LIS资料、ATD资料对我国闪电频次月分布情况进行研究,可以看出,对于闪电频次月分布情况,这2种观测资料具有一定的差异性。根据OTD/LIS资料结果,我国闪电频次月变化呈单峰值变化趋势,在7月闪电频次达到了峰值,而对于ATD资料分析结果,在8月闪电频次达到了峰值。
2.4 闪电活动经纬度变化情况
分别根据OTD/LIS、ATD资料,统计出每个经纬度范围内闪电频次,用来研究2种资料情况下我国闪电活动经纬度变化差异性。图6为OTD/LIS闪电频数经纬度变化趋势,从图6a纬度变化趋势可以看出,在18°N~22°N之间,闪电频次随着纬度的增加呈逐渐增多的变化趋势;然后在22°N~27°N之间,闪电频次随着纬度的增加呈逐渐递减的变化趋势;27°N~28°N之间,随着纬度的增加闪电频次递增的幅度相对较大;在28°N~32°N之间,闪电频次随着纬度的增加有小幅度的递减变化趋势;在32°N~33°N之间,闪电频次随着纬度的增加有小幅度的递增的趋势;而后在33°N之后,闪电频次随着纬度的增加呈显著性的递减变化趋势。从图中可以看出,闪电活动主要集中在28°N~36°N纬度范围内。
从图6b经度变化趋势可以看出,在76°E~79°E之间,闪电频次随着经度的增加呈逐渐增多的变化趋势;在79°E~98°E之间,闪电频次随着经度的增加呈逐渐递减的变化趋势;而后在98°E~115°E之间,闪电频次随着经度的增加呈波动式的逐渐递增的变化趋势;而后在115°E之后,闪电频次随着经度的增加呈显著性的递减变化趋势。从图中可以看出,闪电活动主要集中在105°E~119°E纬度范围内。
图7为ATD闪电频数经纬度变化趋势,可以看出,我国闪电频次具有显著的纬度、经度变化趋势。从图7a纬度变化趋势可以看出,我国闪电频次呈单峰值变化趋势,在15°N~25°N之间,闪电频次随着纬度的增加波动幅度相对较小;在25°N~32°N之间,闪电频次随着纬度的增加呈显著性的递增变化趋势;在32°N处闪电频次达到峰值,统计出的闪电峰值为2.2×105次;当闪电频次达到峰值之后,在32°N~36°N之间,闪电频次随着纬度的增加,呈显著性的递减变化趋势;在36°N之后,闪电频次随着纬度的增加波动幅度相对较小。从图中可以看出,闪电活动主要集中在25°N~36°N纬度范围内,主要为我国的川藏等地区。
从图7b经度变化趋势可以看出,我国闪电频次随经度变化呈单峰值变化趋势,在70°E~114°E之间,我国闪电频次随着经纬的增加波动幅度相对较小;而在114°E~120°E之间,我国闪电频次随着经纬的增加呈显著性的递增变化趋势,闪电频次峰值为2.14×105次;在120°E~125°E之间,我国闪电频次随着经纬的增加呈显著性的递减变化趋势;在125°E之后,我国闪电频次随着经纬的增加波动幅度相对较小,基本保持不变。从图中可以看出,闪电活动主要集中在110°E~125°E纬度范围内,主要为我国江浙、福建等地。
通过OTD/LIS资料、ATD资料对我国闪电频次经纬度分布情况进行研究,可以看出,对于闪电频次经纬度分布情况,这2种观测资料具有较大差异性。根据OTD/LIS资料结果,在18°N~22°N之间,闪电频次随着纬度的增加呈逐渐增多的变化趋势,然后在22°N~27°N之间,闪电频次随着纬度的增加呈逐渐递减的变化趋势,闪电活动主要集中在28°N~36°N纬度范围内,而对于ATD资料结果,在18°N~27°N之间,闪电频次随着纬度的增加波动幅度相对较小,基本保持不变,闪电活动主要集中在25°N~36°N纬度范围内。根据OTD/LIS资料结果,在76°E~79°E之间,闪电频次随着经度的增加呈逐渐增多的变化趋势;在79°E~98°E之间,闪电频次随着经度的增加呈逐渐递减的变化趋势;而后在98°E~115°E之间,闪电频次随着经度的增加呈波动式的逐渐递增的变化趋势;闪电活动主要集中在105°E~119°E经度范围内。而对于ATD资料结果,在70°E~114°E之间,我国闪电频次随着经度的增加波动幅度相对较小;闪电活动主要集中在110°E~125°E经度范围内。
3 结论
利用2010—2014年OTD/LIS以及ATD定位资料,采用统计学方法对我国闪电密度空间分布以及闪电频次日、月变化以及经纬度变化特征进行研究。主要得出了以下结论:
(1)对于闪电密度空间分布情况,这2种观测资料具有较好的相似性。统计出的闪电密度主要集中在我国沿海区域,而在西北区域闪电活动相对较少。根据OTD/LIS资料统计出的闪电密度值要高于ATD结果,在西北地区这2种资料统计出的闪电密度差异性更大。
(2)对于闪电频次日分布情况,这2种观测资料具有一定的差异性。根据OTD/LIS资料结果,在0:00—11:00时间段内,闪电频次总体上呈递减的变化趋势,闪电峰值出现在17:00和20:00;而对于ATD资料结果,在0:00—10:00期间,我国闪电频次波动幅度相对较小,在16:00闪电频次达到了峰值。且在每个时刻下,ATD资料统计出的闪电频次要高于OTD/LIS资料结果。
(3)对于闪电频次月分布情况,这2种观测资料具有一定的差异性。根据OTD/LIS资料结果,我国闪电频次月变化呈单峰值变化趋势,在7月闪电频次达到了峰值;而对于ATD资料结果,在8月闪电频次达到了峰值。
(4)对于闪电频次经纬度分布情况,这2种观测资料具有较大差异性。
摘要：近年来,由于我国的地理环境差异性较大以及气候各不相同,造成了我国的闪电活动具有一定的空间分布特征,闪电的发生往往伴随着暴雨等气候,给人们的生活以及整个生态系统均构成了威胁。利用2010—2014年OTD/LIS以及ATD定位资料,采用了统计学方法,对我国闪电密度空间分布以及闪电频次日、月变化以及经纬度变化特征进行研究。结果表明:对于闪电密度空间分布情况,这2种观测资料具有较好的相似性。统计出的闪电密度主要集中在我国沿海区域,而在西北区域闪电活动相对较少,闪电频次日分布情况,这2种观测资料具有一定的差异性;根据OTD/LIS资料,闪电频次月变化呈单峰值变化趋势,而对于ATD资料,闪电频次月变化呈单谷-单峰值变化类型。对于闪电频次经纬度分布情况,这2种观测资料具有较大差异性。
关键词：OTD/LIS,ATD,闪电密度,经纬度,闪电活动,中国
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