山西秋季一次极端暴雨过程的异常特征分析

利用山西省109个国家站1960—2019年逐日降水量、2019年9月逐时降水量以及1980—2019年欧洲中期天气预报中心1°×1°逐6 h再分析(ERA5)资料,对2019年9月10—11日山西中南部区域性极端暴雨过程的异常特征及其成因进行分析。结果表明:(1)此次降水过程影响范围大、持续时间长,46站发生极端日降水事件,其中11站日降水量突破9月历史极值。(2)对流层中低层水汽、热力、动力条件均优于1980年以来山西中南部区域性暴雨过程的平均态,不同物理量的标准化距平绝对值(|N|)均达到2.5以上,超过历史相关统计值的上四分位值,尤其是水汽和热力条件表现出一定的极端性。(3)副高位置异常偏西、偏北且强度异常偏强导致中低层水汽和能量输送异常充足,山西中南部地区西边界和南边界的水汽输入对极端降水的发生发展起到重要作用。(4)倾斜上升的西南暖湿气流中存在位势不稳定层,700 hPa暖式切变线和地面冷锋触发对流,回波持续通过暴雨区产生"列车效应";稳定的切变线与异常的低层冷垫提供持续的动力条件,长时间维持异常充沛的水汽和水汽辐合是区域性极端暴雨的主要成因;大范围物理量场异常是导致此次极端降水事件发生的主要因素。     

风能输入参数对珠江口波浪模拟的影响

珠江口是粤港澳大湾区的核心区域,台风、风暴潮和巨浪等海洋灾害频发,对沿岸人民的生命财产安全构成严重威胁。准确的高分辨率波浪模拟/预报对区域经济建设和防灾减灾具有重要意义。波浪预报/模拟的质量很大程度上取决于风能输入的误差。本研究基于WAVEWATCH Ⅲ（WW3）的南海-珠江口双重嵌套精细化海浪模式,探讨不同的风场产品与风能输入参数方案组合对珠江口波浪动力过程模拟的影响,确定最优的风场和参数方案组合。ERA5风场更适合珠江口海域的风浪模拟,其模式结果略优于采用CFSR风场的模式结果。ERA5风场+T500方案的组合对珠江口波高变化过程的模拟效果最好,ERA5风场+T471方案的组合次之,ERA5风场+ST6方案再次之。CFSR风场与T471f参数方案最为适配,其结果稍差于ERA5风场+ST6参数方案。T500方案调整高风速下的风能输入和涌浪对风能输入的反馈作用,并考虑水深引起的波浪破碎效应,更适合水深限制的珠江口浅水区域。另外,WW3模式开关ST4的参数方案的表现优于开关ST6的参数方案。      

黄土高原复杂地形区两次冰雹天气过程对比分析

利用气象观测资料、多普勒天气雷达资料以及ERA5逐小时再分析资料,对2020年5月30日和31日甘肃通渭大冰雹天气过程进行对比分析。结果表明:(1)30日为干冰雹过程,而31日是混合型强对流湿冰雹过程;(2)2次过程都在同一低槽发展东移过程中产生,700 hPa影响系统的差别导致中低层水汽和能量条件不同,是2次过程出现干、湿冰雹的主要原因;(3)物理量诊断表明,31日过程能量高,水汽条件好,热力不稳定和对流不稳定度都比30日过程强,因此冰雹直径更大、降水强度更强;(4)在雷达反射率因子图上,2次过程在回波强度、回波面积及垂直结构等方面有明显差异,这对于强对流临近预警的分类识别有较大帮助。     

飑线系统中的闪电活动与雷达回波特征的相关性研究

基于北京宽频带闪电网（Beijing Broadband Lightning Network,简称BLNet）获得的全闪三维定位和多普勒天气雷达等资料,详细分析了2015～2017年北京暖季7次强飑线过程的闪电活动与雷达回波强度之间的关系。结果表明,闪电主要发生于前部线状对流云区内且集中分布在30 dBZ以上的强回波区域,少部分的闪电分布在后部的层状云区域内。从闪电辐射源三维分布结构可以发现,闪电活动大部分处在6～11 km的高度范围。将能够同时反映强回波深度和面积的0～?30°C温度区域内大于30 dBZ雷达回波体积（V_30dBZ）作为强回波指标,并与闪电活动进行统计分析发现,整体上在7次飑线过程中,总闪频数和V_30dBZ存在较好的相关性,其中5次过程的闪电频数峰值同时或提前于V_30dBZ的峰值出现,二者的时滞相关系数超过0.61,提前时间为0～96 min。另外两次过程中闪电峰值落后于V_30dBZ峰值,落后时间分别为30 min和60 min。研究结果不仅对认识闪电与对流活动的关系有重要的科学意义,也可为闪电资料在数值模式中的同化应用提供科学依据。     

夏季副高次季节尺度东西变动特征及其与中国西南降水的关系

西北太平洋副热带高压（以下简称副高）是影响中国气候的大尺度环流系统,研究次季节尺度副高东西变动对西南地区降水的影响具有十分重要的意义。本文首先根据副高东西变动的关键区位置分别定义了前夏和后夏副高东西变动指数,指数具有显著的10～30天次季节周期,能够很好表征副高次季节东西变动的特征。根据指数的标准化值,共选取前夏和后夏东西事件195次（1374天）。进一步对东西事件的分析表明次季节尺度上副高东西变动与西南地区降水有十分密切的联系,在副高偏西（东）事件中,副高经历了由东→西→东（西→东→西）逐渐变化的过程,相应西南大部分地区的降水经历了逐渐由少→多→少（多→少→多）的演变,次季节尺度上西南地区降水对副高变化的响应与副高东西变动过程中副高北侧及副高主体区域的水汽和气流的垂直变化有很大的关系。另外,分析发现对于西南地区而言,受副高次季节东西变动的影响,贵州和重庆地区降水变化的一致性比较好,而云南和四川地区降水变化的区域差异较大,尤其是云南。前夏,在副高东西变动过程中云南大部分地区的降水呈现出与西南大部分地区,尤其与贵州和重庆地区的降水变化完全相反的特征,即副高偏西（东）事件中,云南大部分地区的降水偏少（多）,西南其它大部地区降水偏多（少）;后夏,除云南中北部地区,西南大部分地区的降水变化基本一致。     

规则格网DEM格网点位移重采样方法探讨

关于规则格网DEM数据的裁切范围,有以DEM格网角点为起算点的裁切公式,也有以DEM格网中心点为起算点的裁切公式。基于最邻近法、双线性内插法、三次卷积内插法,论述DEM数据成果在2种裁切方法之间转换的精度及有关问题。     

巴音都兰凹陷巴66扇体沉积特征及控制因素

为了确定巴音都兰凹陷巴66扇体的成因类型和特征，利用岩心、岩石薄片、测井和三维地震等资料对其沉积特征、控制因素、沉积模式等进行了系统性研究。研究表明，巴66扇体为间歇性洪流经短距离搬运后快速沉积而成的扇三角洲，扇体水动力以重力驱动为主导，平面延伸短，内部分异差，整体呈朵状，具有“小平原-大前缘”的相带特点。扇体主要特征为:岩石成分成熟度和结构成熟度均低，以杂乱块状砂砾岩为典型岩相；测井曲线具有高幅、齿化、多突变接触等形态特征；地震相包含乱岗状、前积状、席状等类型，并据此划分出平原，前缘(近、中、远端)，前三角洲或湖相等相带。综合分析认为斜坡带之所以发育扇三角洲主要受凹陷背景环境、古地貌控制:①隆起物源、盆窄(无宽缓斜坡)、湖阔等背景条件保证了物源供给以及短距离搬运的条件；②凹槽古地貌提供了砂体发育空间，坡折带改变了坡度，分割了可容纳空间并控制了相带分布，水下低凸起影响了扇体平面形态展布，最终构建了巴66扇体的沉积模式。      

核自适应滤波算法在地磁秒数据干扰抑制中的研究

为解决地磁台站受干扰的问题，对不同干扰源进行相应特征与频谱分析发现，多噪声源干扰并无优势频段，并且相互叠加，呈现高度非线性。针对地磁观测信号易受轨道交通噪声、仪器自身噪声、高压直流噪声和行车脉冲噪声等干扰，提出一种能根据外部环境激励而自主调节滤波参数的非线性核自适应滤波算法。通过对实际受干扰地磁信号进行处理，验证核自适应滤波具有抑制台站常见地磁噪声的特性，可为地磁干扰抑制技术提供新方法。     

High-Resolution Mesoscale Analysis Data from the South China Heavy Rainfall Experiment (SCHeREX): Data Generation and Quality Evaluation

In this study, the observational data acquired in the South China Heavy Rainfall Experiment (SCHeREX) from May to July 2008 and 2009 were integrated and assimilated with the US National Oceanic and Atmospheric Administration’s (NOAA) Local Analysis and Prediction System (LAPS; information available online at http://laps.fsl.noaa.gov). A high-resolution mesoscale analysis dataset was then generated at a spatial resolution of 5 km and a temporal resolution of 3 h in four observational areas: South China, Cent...     

长岭断陷火山岩储层内碳酸盐矿物碳氧同位素组成及其成因

碳酸盐矿物是火山岩储层内重要的矿物成分,长岭断陷火山岩储层内的自生碳酸盐矿物主要是方解石.本文通过对营城组储层内方解石矿物的碳氧同位素特征分析,探讨储层内碳酸盐矿物成因.研究表明,长岭断陷火山岩储层内方解石δ13 CV-PDB值范围为-12.7‰～0.4‰,δ18OV-SMOw值范围为3.8‰～12‰,具有高δ18O值.与方解石平衡的CO2碳同位素计算值范围较宽,为-16.0‰～2.2‰,表明其形成物质的多源性.在δ18 O-δ13C图解中显示,形成碳酸盐矿物的CO2来源于幔源-岩浆无机成因的CO2和有机质演化过程中产生的CO2,以无机成因CO2源为主.这些无机成因CO2、有机成因CO2和沉积有机质热演化产生的有机酸溶于流体,形成酸性流体.火山岩储层中碳酸盐矿物的形成实质就是这种酸性流体与储层围岩反应的结果.