非静力AREM模式设计及其数值模拟I:非静力框架设计

AREM（Advanced Regional Eta-coordinate Model）对中国暴雨、台风等中尺度天气系统的模拟、预报能力突出。但是伴随模式分辨率的提高,制约该模式发展的一个问题日渐突出,即"静力平衡近似"的约束。本文通过对原静力平衡系统进行修正,引入高阶订正参数定义第三运动方程来构建该模式的非静力动力框架。我们基于Euler原始方程组,有效结合原静力平衡模式的标准层结扣除及IAP（Institute of Atmospheric Physics）变换方法,推导出了球面余纬坐标下的非静力框架,并在E网格和η坐标下进行了时空离散。采用时间两部分离技术进行积分运算以提高计算效率,并通过"追赶法"结合迭代法计算声波。此框架可方便地继承静力平衡框架的特点,最大限度地保留静力平衡框架的优势。理论推导和数值试验表明,当非静力框架退化为静力平衡框架后,方程形式及其模拟结果一致。在文章第二部分将通过理想和实例试验检验非静力模式性能。     

2012 年夏季水团输送对挪威-格陵兰海营养盐及浮游植物群落结构的影响

依托2012 年第五次北极科学考察分析了夏季挪威-格陵兰海域营养盐和光合色素的分布情况, 探讨 水团输送对该海域营养盐分布及对该海域浮游植物群落结构分布的影响。结果显示挪威海和格陵兰海域调 查站位上层(200 m)水体中AT 断面的硝酸盐、磷酸盐及硅酸盐平均浓度分别为9.0(±5.0)、0.65(±0.29)和 1.8(±1.6) μmol·L^–1, BB 断面的硝酸盐、磷酸盐及硅酸盐平均浓度分别为8.9(±3.8)、0.71(±0.22)和1.8(± 1.6) μmol·L^–1。挪威海和格陵兰海域上层水体中硅酸盐相对于硝酸盐远远不足, 且呈显著硅限制, 该限制随 纬度的升高有所减轻, 表现为北冰洋入流水的硅酸盐输送。光合色素与温度和营养盐的关系表现为: 与温度 呈正相关, 与营养盐呈负相关。光合色素的分布结果表明, 挪威-格陵兰海域浮游植物群落表层以硅藻或硅 藻和定鞭金藻为主, 次表层(叶绿素最大层)则以硅藻为优势种, 并且硅藻更易聚集于混合层下方温跃层上 方, 定鞭金藻在表层水体低营养盐的条件下更具竞争力。此外, 由于受大西洋入流分支的影响, 浮游植物向挪 威-大西洋流流经区域聚集(温度更高且营养盐充分), 形成区域浮游植物分布差异。     

最大振幅面波在兰州台的运动学特征

在震中距大于数百公里的地震记录图上,特别是远震记录图上,常可以看到一连串长周期大振幅的面波波列,其中尤以最大振幅面波令人注意,通常被用来测定面波震级。自1924年Guten-berg.B首先提出用面波频散特性来研究地壳结构以来,许多人已用面波做了大量重要工作。本文用兰州台近年来记录到的348个地震的最大面波资料研究其走时特征和频散特征。并试图建立起一个在大震速报中可以用来估算震中距的Lm-p表,即最大面波的到时和震中距的关系式。旨在帮助提高大震速报的速度和精度。     

一次成功的强对流短时天气预报

短时天气预报在保障国家财产和人民生命安全方面起着重要作用。但要报准那些生消快范围小的局地暴雨、冰雹等灾害性天气,在现有的天气图上,甚至在卫星云图上也很困难。雷达的使用可弥补这一缺陷。几年来,兰州713雷达回波信息在预报业务工作中得到广泛应用。特别是灾害性天气比较频繁的1991年,由于雷达的配合,无论在日常预报、人工增雨,还是防雹方面都取得了良好的效果,受到了上级有关部门和领导的好评。     

青海西秦岭双朋西矽卡岩型金-铜矿床流体包裹体研究

双朋西矽卡岩型金-铜矿床位于西秦岭造山带同仁-泽库弧后前陆盆地,为青海省秦岭西段代表性的矽卡岩型金-铜矿床。花岗闪长岩侵入以后,该矿床成矿期共有矽卡岩期(Ⅰ)和石英金属硫化物期(Ⅱ)两个期次,其中Ⅱ期又可以划分为早(Ⅱ-1)、晚(Ⅱ-2)两阶段。文章研究了3种包裹体类型:含子矿物水溶液包裹体(H型)、含CO2包裹体和盐水溶液包裹体。花岗闪长岩、矽卡岩期和石英硫化物期早阶段流体包裹体的均一温度和w(Na Cleq)分别为127~496℃,3.87%~21.11以及287~513℃,39.93%~58.41%;晚阶段为122~444℃,6.74%~46.80%;161~468℃,4.98%~35.06%,成矿流体属于中-高温、中-高盐度、中等密度、低-中压力的富CO2流体。S、Pb同位素显示成矿物质主要来自深源岩浆流体。H-O同位素组成显示主成矿期与岩浆水热液关系密切,随着成矿作用的演化,石英硫化物期晚阶段(Ⅱ-2)有大气降水混入。该矿床成矿作用与中酸性岩浆交代碳酸盐类围岩作用,流体的降温冷却和沸腾作用有关,区域局部伸展构造有助于成矿压力从静岩压力向静水压力转变,引起该地区成矿流体的减压沸腾作用,最终导致成矿物质沉淀富集。     

绿鳍马面鲀(Navodon septentrionalis)鱼皮胶原蛋白的分离纯化及理化性质研究

利用酸溶法和酶溶法分离纯化绿鳍马面鲀(Navodon septentrionalis)鱼皮酸溶性胶原蛋白(ASC)和酶溶性胶原蛋白(PSC),并对所得的ASC和PSC的氨基酸组成、亚基组成、红外光谱(FTIR)、黏度和热变性温度,以及溶解度等性质进行系统分析。研究结果表明:马面鲀鱼皮酸溶性胶原蛋白(ASC)和酶溶性胶原蛋白(PSC)的得率分别为0.87%±0.15%和9.52%±0.41%(按鱼皮干重计算)。ASC和PSC中含有的主要氨基酸为甘氨酸(Gly),含量分别为323.3残基/1000残基和321.7残基/1000残基;二者中所含的亚氨基酸含量分别为191.1/1000残基和183.4/1000残基。氨基酸组成分析、SDS-PAGE和FTIR证实马面鲀鱼皮酸溶性胶原蛋白(ASC)为I型胶原蛋白,且其SDS-PAGE图中的亚基组成(α1-肽链和α2-肽链)、氨基酸序列,以及胶原蛋白构型与PSC明显不同。ASC和PSC的热变性温度(Td)分别为21.5℃和18.9℃,显著低于哺乳动物来源的胶原蛋白。ASC和PSC的最大溶解度出现在p H 2—3时,当Na Cl的浓度低于2%时,二者的溶解度就开始急剧下降。此外,冻干的胶原蛋白显示出疏松多孔的超微结构。综上,相对于哺乳动物类胶原蛋白,马面鲀鱼皮ASC和PSC的亚氨基酸含量和热变性温度较低,结构稳定性差,易于降解,可作为胶原蛋白肽的制备原料进行开发利用。     

径流还原计算中淤地坝拦蓄水量还原计算方法

黄土高原地区淤地坝分布密集,对天然产汇流过程扰动较大,给径流还原或水资源评价带来了极大的影响。因此,研究淤地坝影响下的径流还原计算方法对区域水资源评价或径流设计有重要意义。以黑木头川流域为研究对象,分别采用还原系数法和径流系数法计算了殿市水文站控制产汇流区的淤地坝逐年拦蓄水量,并将两种方法的结果进行对比,论证了还原系数法的适用性。还原系数法的计算结果表明:1971~2007年殿市水文站产流区内的淤地坝平均年拦蓄水量为86.21×104m3,与径流系数法计算所得到的拦蓄水量基本一致,相对误差仅为1.36%。同时,研究发现单位控制面积分摊后的拦蓄水量在年际变化上并不显著,基本维持在某一区间内。研究结果表明还原系数法不仅可用于洪水还原,也可较为准确地计算淤地坝影响区的淤地坝拦蓄变量。作为河川径流还原计算方法或淤地坝影响的黄土高原地区水资源评价研究的计算方法之一,可与径流系数法进行交叉验证,进而获得比较准确的淤地坝拦蓄水量。且由于淤地坝年拦水量空间分摊后,单位控制面积的拦水量基本稳定,故在淤地坝上游无明显人类活动的情况下,可据此初估已知或近似区域淤地坝控制流域面积条件下的淤地坝年拦蓄水量,为黄土高原地区今后开展水资源评价和径流预报提供一条简单的途径。     

条斑紫菜单孢子的研究

研究了条斑紫菜不同栽培品系间在单孢子形成方面的差异，并采用RAPD方法研究了它们之间的遗传距离，还研究了温度、藻体不同发育时期、干出对单孢子形成的影响，结果表明，产生单包子多的品系与单孢子少的品系间遗传距离较远，单孢子多的品系间、单孢子少的品系间遗传距离都较近；室内培养环境能够形成单孢子的最低水温高于自然海区；大于几十个细胞的藻体在合适的温度下可以持续形成单孢子，一直到藻体成熟；在成熟的藻体上仍有单孢子放散，但大量的果胞也可以以与单孢子相同的方式放散并萌发成苗，干出对单孢子的产生没有明显的影响。