浙江一次江淮气旋后部强对流暴雨过程诊断研究

利用地面降水观测、NCEP/NCAR FNL再分析、ECMWF模式预报场和FY-2H静止卫星TBB资料, 对2020年6月30日浙江省一次暴雨过程进行了综合分析。结果表明: (1) 200 hPa南亚高压强高空辐散、中纬度低槽东移、副热带高压带状稳定的阻塞形势、江淮气旋后部下摆冷空气与暖湿气流交汇形成的冷式切变等共同提供了有利的环境条件; (2)对流层中低层水汽通量向高空伸展、700 hPa正的垂直螺旋度中心都对暴雨落区有示踪作用, 高层正水汽通量散度强于低层负水汽通量散度, 垂直螺旋度和垂直速度中心几乎重合, 先低层强辐合后强垂直上升运动均为本次暴雨的发生提供了重要的水汽和动力条件; (3)暴雨发生在MPV、MPV1和MPV2为正负过渡的零值区, 为对流不稳定和斜压不稳定相结合区域, θ_se线密集区与地面近乎垂直, 湿位涡的高值中心位于θ_se梯度最大处, 高空湿位涡下传触发了位势不稳定能量的释放, 引起大范围的强对流暴雨; (4) 850 hPa冷切变线附近的降水云团, 是由多个块状对流云团合并加强形成完整的带状积雨云团, 而上游不断有新生对流云团生成东移补充消散的老单体, 触发阶段对流云后向传播, 扰动发展阶段对流云团合并过程, 形成对流云串的“列车效应”。      

2007—2019年山东省短时强降水时空分布特征

选用山东 123 个国家级地面气象观测站 2007—2019 年地面逐小时降水资料,分析短时强降水分布特征,主要结论如下：1）其间共有 695 个短时强降水日、3 337 个短时强降水时次和 6 257 个短时强降水样本,基于排序法确定山东省极端短时强降水间值为 71.2 mm ? h-1,鲁东南地区间值最高,鲁中地区间值最低。2）各站年均发生 3.9 次短时强降水天气,鲁东南地区短时强降水和极端短时强降水发生频次最多,半岛地区短时强降水发生最少,鲁西南地区极端短时强降水发生最少。3）短时强降水集中出现在 6 月中旬至 8 月下旬,又以 8 月上旬最多。4）日变化显著,呈现典型 “双峰” 特征,主要集中在午后至傍晚,其次是后半夜;6 月中旬至 8 月下旬傍晚和后半夜发生短时强降水的可能性大,需重点关注。     

极端干旱区边界层高度与干湿的气候变化特征及相互关系分析

利用1950～2019年ERA5再分析数据,分析了极端干旱区边界层高度（Boundary Layer Height, BLH）和气候干湿因子（干燥度指数,Aridity Index, AI）的时空变化特征及相互关系。结果表明:BLH年均值为695 m,呈现东高西低的分布特点,BLH在东部升高、西部降低。AI均值为0.03,以塔里木盆地、中心戈壁等地为低值中心向四周递增,AI在东部减小、西部增大。时间变化上,1950～1964年、1965～1993年、2010～2019年,BLH波动降低,AI波动增大,1993～2009年 BLH抬升、AI减小。不同下垫面不同时段两者变化80%的年份呈反位相;两者基本为负相关,其中西部绿洲下垫面相关性最强,相关系数达到－0.79。随着东部BLH的抬升、西部BLH的降低,AI显示70年来极端干旱区的范围整体有向东移动的趋势。     

拉萨夏季大气边界层气溶胶垂直结构特征

大气污染物的垂直梯度观测是识别区域输送和本地贡献的必要手段。基于此,2020年8月在拉萨市利用光学粒子计数器（the Printed Optical Particle Spectrometer,简称POPS）在地面和系留气艇分别对0.13～3.39 μm粒径范围的气溶胶数浓度进行了测定。结果表明:（1）拉萨近地面气溶胶数浓度在16 cm?3到870 cm?3范围之间,比华北和珠江三角洲地区小2～3个量级;（2）气溶胶数浓度呈现两峰两谷的日变化结构,峰值通常以0.13～0.4 μm的小粒径粒子为主,且对应北京时间早（10:00）、晚（21:00）高峰时段;（3）气溶胶数浓度垂直分布与边界层演变密切相关,稳定边界层中的气溶胶随高度递减,粒子数浓度为194±94 cm?3,对流边界层和残留层中的气溶胶分布均一,数浓度分别为165±99 cm?3和123±95 cm?3,且显著低于稳定边界层。以上研究结果表明,拉萨的污染源主要为局地机动车排放,机动车污染物减排是打造高原生态旅游城市的必由之路。     

基础地理信息元数据的管理和应用

在分析了元数据的基本内容和扩展方法的基础上,根据基础地理信息建设和更新维护的流程引入了基础地理数据元数据,使元数据和基础地理信息生产过程紧密结合,互为补充。实现了在生产流程中的各环节更新元数据,通过元数据管理测绘生产流程并构建了元数据管理与服务系统得到实际的应用。     

中尼铁路交通廊道现今构造应力场及其工程影响

拟建中尼铁路位于印欧板块碰撞推挤的前缘地带,区域深大断裂发育,地震频发,新构造活动强烈,应力状态复杂。基于中尼铁路交通廊道震源机制解及原地应力测量资料,分析中尼铁路沿线区域构造应力场分布特征,进一步讨论现今构造应力场对铁路方案和重要工程设置的潜在影响。研究结果表明,研究区震源深度主压应力优势方向在板块碰撞边界为NEE向,高原内部则表现出明显的非均匀性特征。中国境内日喀则至吉隆段主要处于拉张-剪切应力环境,尼泊尔境内区段处于印欧板块推挤控制的挤压应力环境。在缺少中尼铁路沿线原地应力实测资料的现状下,结合邻区实测数据分析认为,该区地壳浅表层应力结构以逆断型为主,水平最大主压应力优势方向为NE向。基于研究区内主应力方向分布特征将中尼铁路沿线划分为日喀则―萨迦、萨迦―定结、定结―吉隆、聂拉木、吉隆―讷瓦果德和加德满都共6段。根据构造应力场分析结果并基于σ_θmax/R_c理论对铁路隧道工程围岩岩爆可能性进行了讨论,结果表明最大水平主应力方向与隧道轴向夹角较大时对隧道围岩稳定性不利,且隧道埋深越大则围岩岩爆的可能性越大。中尼铁路大多区段轴向与最大水平主应力方向呈大角度相交甚至近垂直,当隧道埋深较大时具有发生岩爆的可能,需重点防护。研究结果可为中尼铁路交通廊道工程勘察选线提供参考。     

Fe/Ag催化臭氧氧化降解苯酚的研究

为研究双金属催化剂去除有机污染物的效果,采用自制Fe/Ag催化剂对模拟苯酚废水进行了臭氧催化氧化处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)和X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并考察了催化剂类型、催化剂投加量和溶液初始pH值对降解效果的影响规律。结果表明:与Fe相比,Fe/Ag比表面积减少了22.8%,在Fe/Ag/O₃与含苯酚废水的反应体系中,反应遵循臭氧直接作用和活性自由基(·OH、·O₂、H₂O₂)共同作用的机理;Fe/Ag在反应过程中体现出良好的协同作用;300 mg/L的苯酚模拟废水在pH=6.3、Fe/Ag投加量为1.00 g的最优反应条件下经60 min反应,苯酚与化学需氧量(COD)去除率比单独臭氧氧化分别提高了18.4%和29.4%。     

贵州万山汞矿区稻田土壤汞的分布及污染特征

受历史汞矿开采活动影响,万山汞矿区稻田遭受了严重的汞污染。为了查明万山汞矿区稻田土壤的汞污染现状以及评估其环境质量改善情况,系统采集了受汞矿区影响的五条主干河流沿岸稻田土壤进行汞含量分析,评价总汞和甲基汞污染程度及其生态风险,并与2008年以来该区域稻田土壤汞数据进行对比。结果表明,研究区稻田土壤的总汞含量为0.21~207 mg/kg,几何平均值为(4.26±4.83)mg/kg;甲基汞含量为0.42~13μg/kg,几何平均值为(1.81±1.93)μg/kg。59%的稻田土壤处于重度汞污染,75%的稻田土壤存在极强的汞潜在生态风险。与已往数据相比,稻田土壤汞含量在2012年后呈下降趋势,基本反映了当地汞防治措施的执行效果。为了避免稻田土壤汞污染引起的安全健康风险,今后应采取除污染源治理以外的土壤修复措施或风险管控措施。     

矿业城市景观格局时空演变分析——以淮南市潘集区为例

以淮南市潘集区2005、2009和2013年3期遥感影像为数据源,以景观生态学理论为基础,结合遥感与地理信息系统技术,定量分析了潘集区近10年来土地利用动态变化和景观格局时空演变特征。结果表明,2005—2013年间潘集区建设用地面积大幅度增加,景观多样性随时间推移整体呈下降趋势。研究区内由于煤炭资源开发等人类活动的影响,出现了大量采空区积水,使得区域内景观格局变化十分复杂。本文试图探讨矿业城市人类活动影响下景观格局变化的一般规律,为相关政府部门城市规划及科学决策提供参考。     

地理空间数据访问控制威胁模型及应对策略

针对由于缺少对地理空间数据访问控制安全威胁因素的详细分析使得现有的地理空间访问控制模型不够完善的问题,该文提出了地理空间数据访问控制安全威胁模型——STALE模型。该模型结合空间关系、多尺度、属性等地理空间数据特征,详细描述了地理空间数据文件与数据库在访问控制中存在的安全威胁。在此基础上,针对模型中各类威胁因素,提出了应对策略,并进行了实验验证,证明了STALE模型的实用性。