2016～2017年凌汛期黄河内蒙河段快速封河的天气成因分析

利用常规观测资料,对2016年11月20~23日内蒙河段强降温天气过程进行诊断分析。结果表明:造成这次快速封河的强降温天气过程,与贝湖附近的横槽转竖密切相关。500h Pa上由里海到西西伯利亚平原上空有高压脊强烈发展,脊崩溃是横槽转竖及强冷空气向南爆发的预报着眼点。随着高空横槽转竖并南下,从地面冷高压主体分裂出来的小高压不断东移南下影响内蒙河段。低层冷槽在移动过程中不断加强,并在偏北风急流作用下产生强冷平流,加剧了内蒙河段的温度梯度,共同造成了本次内蒙河段强冷空气天气过程。当北西伯利亚低地出现大量冷空气堆积,且有典型天气形势配合冷空气活动时,要考虑内蒙地区将有强降温过程;如遇内蒙河段河道流量较小,在沿河各站48h降幅达到寒潮标准,最大降幅在14℃以上时,要考虑内蒙河段从流凌到封河的历时将会较短。     

海勃湾水库的防凌作用及对凌情的影响

分析了海勃湾水库运用对黄河内蒙古河段的防凌作用及对凌情的影响。结果表明:海勃湾水库的运用使内蒙古河段流量适时调节能力增强,封河流量控制得更加精准,开河关键期进一步控制下泄流量,减少"武开河"风险;出库水温提高,海勃湾-巴彦高勒河段成为不稳定封冻河段,冰量减少,凌情减轻。受出库水温影响,内蒙古河段流凌和封河条件改变,同等动力及河道条件下,流凌封河要求的累积负气温更低,降温强度更强。分析成果可以为该河段冰情预报和黄河防凌决策提供参考。     

1961-2016年新疆单站不同等级冷空气过程气候特征及变化

利用新疆1961年1月-2016年12月资料完整的89个国家气象观测站的日最低气温资料,根据中国气象局2017年发布的行业标准《冷空气过程监测指标》（QX/393-2017）的单站冷空气等级,计算近56 a来新疆各单站不同等级冷空气过程的发生频次、降温幅度、持续天数,应用线性趋势、EOF分解等分析方法,对新疆各单站不同等级冷空气过程的时空分布特征进行分析。结果表明：新疆单站不同等级冷空气年平均频次和年累计天数均表现为中等强度冷空气最多、寒潮次多、强冷空气最少,空间分布都呈现为北疆多、南疆少的分布特征;中等强度冷空气和强冷空气区域平均的年平均频次和年累计天数的年际变化均呈不显著减少趋势,寒潮均呈显著减少趋势,而空间分布上不是整体呈减少趋势,甚至个别地区呈显著增加趋势;中等强度冷空气和强冷空气在秋季前期和春季后期发生较多,寒潮则在冬季发生较多;中等强度以上冷空气年累计降温呈现北疆大、南疆小的分布特征,区域平均的年累计降温呈显著减小趋势;新疆年寒潮频次和年累计降温第一模态的方差贡献率分别为33%、39%,远远大于其它模态,第一模态（即主模态）的空间分布二者均表现为整个新疆为一致的正值,说明其变化趋势在全疆具有一致性的特征,另外北疆特征值较大,南疆特征值较小,说明北疆更容易出现异常,南疆不易出现异常。     

黄河流域寒潮天气与凌情关系分析

利用1951～2008年冬季(11月至翌年3月)各月气温资料,统计分析了近50年黄河流域的寒潮天气过程,阐述了寒潮时空分布规律、变化特点、强度和影响范围。分析了寒潮天气与黄河凌情的关系及对凌情的影响,得出黄河流域寒潮天气在时间和空间上的分布是不均匀的,位于高纬度地区的宁蒙河段寒潮发生频率高于黄河下游,寒潮的强度也强于黄河下游,寒潮覆盖的范围也大于黄河下游;黄河流域以一般性寒潮天气最多,历史上强寒潮发生的次数非常少,除了磴口站发生过3次外,流域其他站均未发生过;20世纪80年代中期以后寒潮的活动呈现出逐步减少的趋势,冬季寒潮发生趋于平静;黄河流域50%的封河是寒潮天气造成的;冬季寒潮天气多封河天数也多;冬季寒潮过程次数多、降温幅度大、持续时间长、最低气温低时,黄河下游封河长度将较常年明显偏长。     

内蒙古锡林郭勒盟2012年冬季暴雪过程天气学特征研究

暴雪是冬季雪灾发生的主因,气候变化导致极端天气气候事件频繁发生,准确预报暴雪天气过程对防灾减灾起着重要作用. 以内蒙古锡林郭勒盟地区2012年11月3-5日出现的一次暴雪天气过程为例,对2012年锡林郭勒盟地区冬季出现的暴雪天气过程进行了诊断分析. 结果表明：暴雪天气过程的主要环流背景条件是乌拉尔山长脊和西伯利亚冷涡,而高空蒙古低槽、低空切变线和地面河套气旋是这次暴雪的触发机制. 此次暴雪天气属于强冷空气类蒙古低槽(涡)型,发生在高湿区和水汽通量辐合区内,地面气旋和华北脊对暴雪的产生和落区起到决定性作用. 暴雪天气从降雪前期到结束,整层湿层较深厚,低空急流的建立为暴雪提供了很好的不稳定能量和水汽辐合条件,锡林郭勒盟地区有高空辐散低空辐合强烈的上升运动,为此次暴雪提供了非常有利的动力条件. 乌拉尔山高压脊东移,使强冷空气沿脊前西北气流南下,地面气旋不断发展,而南方暖湿气流强盛,迫使气旋东移;华北脊的阻挡作用使得气旋缓慢移动,影响系统滞留于锡林郭勒盟地区,产生长时间的降雪天气.     

海勃湾水库用于黄河内蒙古河段防凌作用的研究

黄河内蒙古河段冰期一般在冬季封河期和春季开河期０容易出现严重凌情,造成灾害。故良好的封河形势和开河形势是避免凌灾发生的重要条件,自１９６８年刘家峡水库运用以来,黄河内下河段凌情已大有缓解。但是,由于有峡水库距黄河内下河段较远。对河道凌情变化反应不够灵敏。因此,一些年份仍有较为严重的凌灾发生。在分析黄河内蒙古河段封、开河形势特点的基础上,深入研究了海勃湾水库用于该段春季防凌调度的作用和能力,为黄河内     

长江干流宜昌对沙市河段地形法槽蓄量分析研究

为满足长江防洪规划的需要，以计算机技术量算了1998年长江宜昌至沙市河道地形图。考虑洞庭湖严重顶托影响，建立了以莲花塘水位为参数的宜昌到沙市河段的槽蓄曲线，并用河段水量平衡方法进行了检验分析。应用到大洪水年份河段洪水演进中，显著地提高了洪水过程特别是最高洪水位的拟合精度。历次槽蓄量对比分析表明，本河段槽蓄量变化较为稳定。与传统方法比较，计算机技术具有高精度、高工效等显著优点。     

长江干流宜昌至沙市河段地形法槽蓄量分析研究

为满足长江防洪规划的需要,以计算机技术量算了1998年长江宜昌至沙市河道地形图.考虑洞庭湖严重项托影响,建立了以莲花塘水位为参数的宜昌至沙市河段的槽蓄曲线,并用河段水量平衡方法进行了检验分析.应用到大洪水年份河段洪水演进中,显著地提高了洪水过程特别是最高洪水位的拟合精度.历次槽蓄量对比分析表明,本河段槽蓄量变化较为稳定.与传统方法比较,计算机技术具有高精度、高工效等显著优点.     

2005年以来新疆的冰凌灾害

2005年12月13日开始,伊犁河支流特克斯河自恰甫其海水库上游喀拉托海和喀拉达拉河段发生严重冰凌.受两次强降温天气的影响,冰塞封冻长约15 km.封冻面积达 13 km2,河水漫溢,造成两个牧业村受灾.     

基于MODIS数据的额尔齐斯河上游河冰物候研究

额尔齐斯河发源于中国新疆阿尔泰山南坡,是中国唯一流入北冰洋的河流。随着中俄“冰上丝绸之路”提出,额尔齐斯河通航具有重要意义,监测其河冰物候变化显得尤为必要。本研究基于2001—2018年MOD09GQ第2波段数据,分析了额尔齐斯河布尔津至斋桑泊段每年河冰物候信息,包括开始封河时间、结束开河时间、冰/雪最大覆盖时间、冰期持续时间、封河速率和开河速率。研究结果表明：（1）MOD09GQ的反射率随河冰开河而逐渐降低,经与南湾水文站实际观测的冰期持续时间相比较,其所得冰期持续时间与实测冰期持续时间变化一致,均略有延长趋势,这表明MOD09GQ能有效监测河冰物候信息;（2）开始封河时间与结束开河时间均有提前趋势,最早开始封河比最晚开始封河提前45天,最早结束开河比最晚结束开河时间提前31天,开始封河比结束开河提前时间更多,导致整个冰期持续时间有延长趋势;（3）封河速率有变慢趋势,开河速率有逐渐加快趋势,这意味着若未来该河段通航,每年通航期将延长,将带来更大的经济效益。     

应用"天然冷"维护寒区环境

The changes of frozen ground caused by the rising temperature will destroy the heat balance of frozen ground and then damage the roadbeds and foundations in cold area. It is a new idea to collect and store the "natural cold" as a resource and apply it to keep the frozen ground frozen permanently and regulate the summer temperature in cities. This paper introduces the principles and systems used in collecting, storing and transmitting the natural cold , analyses the techniques which keep the frozen ground unchanged and protect the roadbed. The paper also studies the systems and techniques by which the natural cold is used for temperature regulation in cities. And the theories involved in this subject and the prospect of industrializing those techniques are presented as well by the author.     

Characteristics analysis of extremely cold weather in the Greater Khingan Mountains region北大核心CSCD

Extremely cold weather has an important influence on winter production and life in the Greater Khingan Mountains region. This paper uses the daily minimum temperature data of ground observation stations during extreme cold weather from 1974 to 2021 in the Greater Khingan Mountains region, monthly circulation index data, the spatial distribution and temporal variation characteristics of extreme cold days and extreme minimum temperature were analyzed by climate statistical method; The abrupt changes and periods of extreme cold days and extreme minimum temperature were tested by Mann-Kendall method and Morlet wavelet analysis; calculating the recurrence period of extreme minimum temperature by empirical frequency method; correlation method was used to analyze the circulation factors which had significant influence on the number of extremely cold days. The results are followed: (1) The spatial distribution of extreme cold days in the Greater Khingan Mountains region was not uniform, and gradually decreasing from northwest to south. The extreme cold days was at most 717 d in Huzhong, and at least 29 d in Gagadaki, the extreme cold days in the whole region mutated in 1979, and the average annual extreme cold days decreased 14.2 d after the mutation compared with that before the mutation, and the annual extremely cold days have a significant cycle of 2 to 4 years. (2) The extreme minimum temperature in the whole region mutated in 1990, before the mutation the extreme minimum temperature was low and after the mutation began to rise, the significant cycle of annual extreme minimum temperature was 4 to 5 years, the extreme lowest temperature was -49.6 ℃ in Mohe, followed by -49.2 ℃ in Huzhong; the extreme lowest temperature occurs once every 2 years, once every 5 years and once every 10 years in Huzhong, while the extreme lowest temperature occurs once in 20 years, once in 50 years and once in 100 years in Mohe. (3) SCAND teleconnection patterm has a good correlation with extreme cold days in winter(January, February and December)in the Greater Khingan Mountains region. Positive growth of the circulation mode, it has great influence on the extreme cold weather in winter in the Greater Khingan Mountains region. © 2022 Science Press (China).     

天然气水合物调查区微地貌特征探测成果

本文介绍了利用近海底探测设备声学深拖和ROV遥控潜水器在天然气水合物调查区进行的微地貌探测成果。结合前期地震调查成果,在地震剖面上显示的三个贯穿海底的气烟囱区域对应的海底探测到麻坑、海底丘状体。另外,在水合物喷发的冷泉区,首先使用搭载在声学深拖上的侧扫声呐对目标区进行较大范围的调查,利用声呐图像上的"亮斑异常"确定冷泉喷口的位置,再利用ROV遥控潜水器开展精准下潜探测,在冷泉区识别出碳酸盐岩结壳、泥火山特征地貌、羽状流现象和一些典型的生物特征。     

南海北部陆坡西部海域“海马”冷泉甲烷渗漏及其海底表征

2015年3月"海马"号遥控无人潜水器(ROV)在南海北部陆坡西部海域首次发现活动冷泉,并命名为"海马"冷泉,此后中国地质调查局广州海洋地质调查局先后组织了3个航次,对"海马"冷泉开展进一步勘查和研究。本次研究在综合分析4个航次调查数据的基础上,初步阐述"海马"冷泉的分布范围、地形地貌、生物群落、自生碳酸盐岩和流体活动等特征。总体而言,"海马"冷泉区地势平缓,气体渗漏现象非常发育,是以CH4为主要气体渗漏形成的活动冷泉区,且气体渗漏活动具有时空迁移性。气体碳同位素组成表明,海马冷泉区的CH4为混合成因气,且以微生物成因为主;"海马"冷泉区发育有多种类型的化能自养冷泉生物群落,冷泉区种类丰富,目前已报道了多个冷泉生物新种。这些发现为研究南海北部陆坡西部海域天然气水合物分解及其环境效应、冷泉生物生命起源与演化和南海与印度洋及太平洋物种迁移贯通等科学问题提供重要依据。     

青藏高原晚新生代湖泊地质环境与成盐成藏作用

青藏高原湖泊演化是地质构造和气候环境变化共同作用的产物。湖泊沉积既是地质环境记录器,又是盐类和油气战略资源。但是,以往在高原内部还缺乏连续完整的高分辨率的长达1～2km的湖芯。本项目在柴达木东、西部获取1～2km5支系统的岩芯,取得丰富的高原沉积盆地新纪录。将本轮工作的年代学结果与最新的国际标准相对比,建立了柴达木盆地较精确的磁性地层年代框架。通过柴达木钻孔剖面冷、暖相盐类矿物环境指标研究,从2MaBP开始断续出现冷相矿物至今,柴达木盆地西部共出现31个冷系列,这与国外冰期研究结果相近。通过对钻孔沉积速率和粒度的研究,尝试对青藏高原隆升的几个阶段进行划分。对盆地盐沉积的综合研究,首次发现在盆地中部存在古大气环流的明显界限和成盐突变带。在该线以北,反映冷湿期盐沉积的西风优势区,在该区西侧2Ma出现冷相盐沉积,向东侧渐变至0.72Ma出现冷相盐沉积;而在该分界线以南,0.048Ma才突然出现盐沉积。提出在高山深盆背景下多级盐盆迁聚成钾观点,进一步完善陆相成钾理论。本轮工作还在柴达木盆地西部发现富钾卤水的新型矿层。     

季节冻土地区路基冷阻层温度场效应

为研究季节冻土地区冷阻层的路基温度场效应,基于ANSYS软件热分析原理,以粉煤灰土、橡胶颗粒改良粉煤灰土和聚丙烯纤维改良粉煤灰土3种冷阻层材料为研究对象,模拟季节冻土地区道路路基温度场,研究其阻止热量交换的效果。结果表明：采用粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为1.32 m,温度梯度最低值为-17.606℃/m;采用橡胶颗粒改良粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为0.94 m,温度梯度最低值为-23.563℃/m;聚丙烯纤维改良粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为1.20 m,温度梯度最低值为-19.557℃/m。橡胶颗粒改良粉煤灰土冷阻效果最佳,其确保路基土处于零上温度不冻结状态的最小摊铺厚度为0.33 m,适宜作为季节冻土地区的冷阻材料。     

低温微生物的适冷特性研究进展及其应用前景

低温微生物是指在低温条件下具有生长能力的微生物,广泛分布于地球寒冷生境,如南北两极、高山、冰川、深海、土壤.低温微生物由于长期生活在寒冷环境中,在自然选择的作用下形成了一套与低温环境相适应的机制,并且在生态系统占有重要的地位和作用.对低温微生物进行研究不但可以进一步认识和理解微生物在低温环境、生命起源进化、生物适冷机制中的意义和作用,而且还可利用其特殊基因及产物服务于人类.简述了低温微生物的适冷特性研究进展及其在环境保护、食品、纺织、医药等多个领域中的开发应用前景.     

4000aB.P.前后降温事件与中华文明的诞生

4000aB.P.前后降温事件是世界上许多地区全新世人类演化史上的重要转折点之一,也是导致古埃及、两河流域和印度河流域等地区世界古文明衰落的主要原因.在中国,该降温事件导致了中原周围地区五大新石器文化的衰落和终结,但却加速和促进了中原地区以夏朝建立为标志的中华文明的诞生.     

一种寒区地温能高效换热器的研制

随着近年来地温能开发利用的不断发展,地源热泵系统关键部分的换热器的形式和种类也在增加。与此同时,在寒区地温能开发利用方面,由于传统换热器在结构设计及使用上的一些缺陷,使寒区地源热泵系统很难达到设计工作目标,急需研制一种适应寒区地温能采集的经济、高效的换热器。因此,根据寒区地质条件特点和对换热器的性能要求,研制了一种寒区地温能高效换热器。介绍了该换热器的结构形式、技术参数、安装应用等情况。     

1929—1930年中国极端冷冬事件的重建*

气候变暖背景下,极端寒冷事件仍有发生且常伴随严重的经济、社会影响,需要更为深入的研究。1929—1930年极端冷冬事件作为增暖背景下的极端冷事件,对其研究相对缺乏。通过收集并分析民国时期的气象器测资料和报刊资料,对1929—1930年中国极端冷冬事件进行探讨。结果表明: (1)本次冷冬的空间范围包括华北地区、长江流域(重庆至入海口段)和北疆地区,西北地区可能存在冷冬;寒冷的核心时段为1929年12月到次年1月。(2)本次冷冬时空范围内的地区月平均气温极端性强,华北、长江流域的12月份均温都超过十年一遇的冷事件水平,长江流域、北疆地区的1月份均温均超过五十年一遇水平;但月最低气温的极端性较弱,大部分站点月的最低温达到五年一遇水平,部分站点月超过十年一遇水平。(3)本次冷冬至少经历了7次区域性或全国性的降温事件,其中有3次降温事件达到全国性寒潮事件标准,时段分别为12月1—5日、12月16—20日和1月1—5日;其中第1次和第3次是影响中国的典型中路寒潮路径,第2次降温过程的时空特征不显著。(4)综合本次冷冬前旱后涝气候特点、该时段内ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)指数的变化以及前人对ENSO和中国气候变异的关系研究,推测1920s末到1930s初期的气象灾害很大程度受影响于ENSO事件。