地形湍流拖曳力参数化及在GRAPES中的应用

分辨率的限制使得不能被模式识别的地形称为次网格尺度地形,次网格尺度地形在热力和动力方面对实际大气有着不可忽略的作用,其效应只能通过参数化的形式回馈给模式。分辨率的提高使得与较小尺度地形相联系的地形湍流拖曳力凸显其重要性。数值模式中地形湍流拖曳力的参数化对完善模式物理过程和改善模式近地层预报效果具有积极意义,其方法包括有效粗糙度法和直接参数化法,而GRAPES模式中并未以任何方法考虑次网格尺度地形的影响。该文通过单柱模式比较了有效粗糙度法和直接参数化法的优劣, 发现后者在有些方面优于前者。最后,将应用于实际的一个直接参数化方案接入GRAPES中尺度模式中,进行个例模拟,并与NCEP再分析资料进行对比,结果表明:考虑地形湍流拖曳力方案对模式预报具有改进作用,尤其对局地低层风场具有积极影响。     

海表热通量反馈及海温变率

海气交界面的能量交换与海洋平流共同决定海表面温度(sea surface temperature,SST)异常的形成、维持与衰减。基于作者近期的研究,本文回顾了海表面热通量(surface heat flux,SHF)反馈以及SST方差与海表热通量及海洋热输送方差之间的关系。海表热通量异常可近似为一个与SST成正比的线性反馈项与一个大气强迫项之和。SHF的反馈参数取决于SST和SHF间的滞后交叉协方差以及SST自协方差。这种反馈总体上为负反馈,减弱SST异常,海表湍流部分起主导作用。最强的反馈可见于南北两半球的中纬度,最大值出现在大洋的西部和中部位置并延伸至高纬度地区。SHF反馈于北半球秋冬两季增强,春夏两季减弱。这些反馈特征在CMIP3耦合气候模式中得到合理的模拟。然而,多数模式中反馈的强度与再分析资料的估值相比略为偏弱。与再分析资料的估值相比,“平均模式”反馈参数比单一模式有更相似的空间形态以及较小的均方根差。基于海表面能量收支平衡,SST的方差可以表示为3个要素的积:1)海表面辐射和湍流通量以及海洋热输送的方差之和;2)一个衡量SST持续性的传输系数G;3)一个反映海表热通量以及海洋热输送之间协方差结构的有效因子e。SST方差的地理分布类似于海表热通量及海洋热输送的方差之和,但为G和e因子所修正。     

山东特大暴雨雷达回波及地形作用分析

利用常规、非常规资料对2009年8月17—18日山东省出现的特大暴雨过程进行分析。结果表明:“817”特大暴雨主要出现在西风槽东移、副高南退时的副高西北侧边缘,对流有效位能(CAPE)等热力环境指数对鲁南强降水有较强的反应能力。降水分布具有典型的地形影响特征,复杂山地地形对降水有显著增幅作用和对对流系统传播的阻碍作用。存在低空急流和列车效应,强回波维持时间较长是费县出现强降水的重要原因,较强的偏南气流、湿度层深厚是费县出现特大暴雨的根本原因。地形影响气流理论很好地解释了山东“817”特大暴雨降水分布,费县特殊地形对特大暴雨有很大贡献。雷达资料可以弥补常规观测的不足;地形对强降雨及其分布有重要影响。     

辽宁歪头山铁矿床两类矿石地球化学特征及其对成矿作用的制约

歪头山铁矿床是鞍山-本溪地区条带状铁建造（BIFs）的典型代表,并且有一定规模的富铁矿分布。本文主要报道了矿区内较贫铁矿石和较富铁矿石的地球化学特征,结果表明两类矿石既有一致性又存在差异性。一致性表现在：所有矿石主要由TFe2O3和SiO2组成,其他氧化物含量很少,结合微量元素和稀土元素特征,指示其为一种化学沉积岩,但受到了火山热液作用的影响;矿石的稀土元素总量很低,经太古界后平均澳大利亚页岩（PAAS）标准化后,呈现重稀土相对富集,轻稀土相对亏损的配分模式,都具有明显的Eu正异常,和比较高的Y/Ho比值,与热液相关的Cr、Co、Ni含量也相对较高,暗示其成矿物质来源于海底热液,同时具有海水的特征。差异性表现在：较富铁矿石具有明显的热液特征,并且K2O含量大于Na2O含量,某些微量元素组成也与混合花岗岩具有相似性,结合野外地质特征,暗示较富铁矿石可能是在较贫铁矿石的基础上受混合岩化热液作用形成的。     

大兴安岭北部砂宝斯金矿床含金石英脉 40Ar/39Ar年龄及其构造意义

砂宝斯金矿床是大兴安岭北部唯一一个大型岩金矿床。本文应用石英真空击碎和阶段加热40Ar/39Ar定年技术,首次获得了砂宝斯金矿床的成矿年龄。石英真空击碎40Ar/39Ar定年方法获得了石英脉中原生包裹体等时线年龄为130.1±1.3 Ma;石英粉末阶段加热40Ar/39Ar定年方法获得石英脉中钾长石微晶的等时线年龄为133.1±3.5 Ma。石英脉中原生包裹体和钾长石微晶的年龄较吻合,~130 Ma代表了含金石英脉的形成年龄。砂宝斯金矿床的成矿时代为早白垩世,形成于蒙古-鄂霍茨克造山带后碰撞阶段的挤压向伸展转换期。     

安徽南陵—无为地区二叠系烃源岩有机地球化学特征

通过系统的野外剖面测量和样品采集,运用岩石热解、有机碳测试、有机显微组分镜检、气相色谱-质谱等对采集的样品进行分析测试,综合评价南陵—无为地区二叠系碳酸盐岩、煤和泥岩露头样品的有机质丰度、类型和成熟度,并分析有机质的来源及沉积环境。研究结果表明:栖霞组、孤峰组、龙潭组为有利烃源岩发育层段。其中栖霞组有机质类型为Ⅲ型,孤峰组为Ⅱ2型,有机质演化程度均处于高成熟阶段;龙潭组有机质类型为Ⅱ1型,处于成熟阶段。栖霞组烃源岩形成于受陆源影响的碳酸盐台地环境;孤峰组烃源岩形成于较深水的低能陆棚环境;龙潭组烃源岩形成于有陆源输入的滨岸环境。     

南洞地下河流域南部岩溶石漠化空间分布特征分析

基于2013年9月29日GF-1号WFV遥感数据对南洞地下河流域蒙自幅、个旧幅、新安幅和鸣鹫幅进行岩溶石漠化遥感解译,通过归一化植被指数（NDVI）和植被覆盖度（FVC）提取研究区域内石漠化信息,得到其空间分布规律。研究区岩溶石漠化发生率74.55%,属石漠化高发地区,其中中度石漠化最为发育,占全区石漠化的32.63%,重度石漠化最少,占17.59%。基于岩性、高程、坡向和坡度等4个影响因素与岩溶石漠化进行相关性分析,对不同因素中石漠化发生率的变化规律进行分析,结果表明南洞地下河流域南部区域岩溶石漠化在低海拔、缓坡度和纯碳酸盐岩中较为发育,在不同坡向中岩溶石漠化发育程度则较为相似。      

对我国两种海堤规范设计波浪标准的风险分析

面对全球气候变化,海平面上升的趋势,极端气候致灾因素诱发的灾害已成为影响各大洋沿岸及亚洲各国人民生命财产安全和经济发展的重大问题。就我国而言,台风、暴潮、巨浪、暴雨灾害已直接影响到沿海和内陆各省人民的生命财产和可持续发展。介绍极值预测理论及其在国内外海岸工程中的应用,并对比我国水利部海堤工程设计规范建议的不同波高概率预测理论和方法作为设计标准进行了风险评估,以期工程设计达到防灾减灾的目的。     

重庆老龙洞地下河间隙水重金属污染及毒性评估

为查明重庆岩溶地区老龙洞地下河重金属污染情况,于2013年9月采集了地下河上覆水体和表层沉积物间隙水共7组水样,用ICP-OES测定地下河上覆水体和表层沉积物间隙水中的Mn含量,ICP-MS测定Cu、Cd、Cr、As和Pb含量,分析了老龙洞地下河表层沉积物间隙水中各重金属元素的空间分布,对不同介质中的重金属元素进行相关性分析,并参考美国EPA推荐的“国家推荐水质标准”对间隙水中重金属可能产生的生物毒性进行评估。结果表明:老龙洞地下河上覆水体中Mn和Pb的浓度超过了GB 5749-2006规定的生活饮用水限值（Mn≤100 ug/L,Pb≤10 ug/L）,不可作为饮用水源;间隙水中各重金属元素的浓度都比上覆水体高,有向上覆水体扩散的潜在可能性。除Pb、Mn外,间隙水中重金属的含量大小依次为上游>中游>下游。上覆水中除Mn与As、Cd与Cr外,其他金属元素之间的相关性不大;间隙水中Cr、Cu、As和Cd的相关系数分别为0.895～0.997,呈高度正相关。间隙水中金属元素除As不会对水生生态系统产生急性毒性外,Cr、Cu、Cd和Pb都会对水生生态系统产生急性毒性,尤以Cr、Cu、Cd最为严重。      

岩溶区地下水微生物污染特征及来源——以重庆南山老龙洞流域为例

文章选取老龙洞地下河流域10个地下水点采集样品,分析水样中的水化学指标和三种重要微生物指标,以了解城市化进程对老龙洞地下河流域水质的影响,探究该地区微生物污染的主要来源。结合岩溶区独特的水文地质条件,利用粪大肠杆菌（FC）与粪链球菌（FS）比值法,初步分析得到该地区微生物污染程度和污染来源。研究结果表明:（1）老龙洞流域地下水存在严重的微生物污染,地下水总细菌数、大肠菌群远超过国家地下水标准规定,分别是国家地下水标准规定的2.3×102～5.5×104倍、0.8×104～0.9×106倍,粪大肠菌群数量为100～4.38×106 CFU?L-1;（2）4#、6#采样点微生物污染主要来源于温血动物,1#、7#、8#采样点地下水受城市化进程的影响大;（3）微生物污染主要来源于人类粪便,同时SO42-、PO43-、NO3-含量高且与微生物污染相关性密切,说明生活污水引起的次生微生物污染较严重,2#、3#、5#、10#采样点受生活污水和禽畜粪便影响较小,属于单纯的NO3-农业污染型地下水,微生物污染较轻。