科考船多波束导流罩优化设计

针对已建成科考船加装中水多波束的实际技术需求,结合中水多波束加装科考船的船舶线型及其系统安装要求,通过设计两种不同类型的导流罩线型,并与船体线型一体化进行计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,以下简称CFD)仿真分析,了解实船舶航行过程中船体型线和导流罩型线之间的相互影响,分别对圆弧型导流罩和折角型导流罩的防气泡性能和阻力性能进行了CFD预报和分析。最后经海试验证折角型导流罩能够完全满足中水多波束的安装线型流线及湍流动能的性能指标,为科考船多波束导流罩的设计安装或加装提供一定的借鉴和参考作用。     

Hydrological cycle and water balance estimates for the megadune–lake region of the Badain Jaran Desert,China

The hydrology and water balance of megadunes and lakes have been investigated in the Badain Jaran Desert of China. Field observations and analyses of sand layer water content, field capacity, secondary salt content, and grain size reveal 3 types of important natural phenomenon: (a) vegetation bands on the leeward slope of the megadunes reflect the hydrological regime within the sandy vadose zone; (b) seepage, wet sand deposits, and secondary salt deposits indicate the pattern of water movement within the sandy vadose zone; (c) zones of groundwater seeps and descending springs around the lakes reflect the influence of the local topography on the hydrological regime of the megadunes. The seepage exposed on the sloping surface of the megadunes and gravity water contained within the sand layer confirm the occurrence of preferential flow within the vadose zone of the megadunes. Alternating layers of coarse and fine sand create the conditions for the formation of preferential flows. The preferential flows promote movement of water within the sand layer water that leads to deep penetration of water within the megadunes and ultimately to the recharging of groundwater and lake water. Our results indicate that a positive water balance promotes recharge of the megadunes, which depends on the high permeability of the megadune material, the shallow depth of the surface sand layer affected by evaporation, the occurrence of rainfall events exceeding 15 mm, and the sparse vegetation cover. Water balance estimates indicate that the annual water storage of the megadunes is about 7.5 mm, accounting for only 8% of annual precipitation; however, the shallow groundwater per unit area under the megadunes receives only 3.6% of annual precipitation, but it is still able to maintain a dynamic balance of the lake water. From a water budget perspective, the annual water storage in the megadunes is sufficient to serve as a recharge source for lake water, thereby enabling the long‐term persistence of the lakes. Overall, our findings demonstrate that precipitation is a significant component of the hydrological cycle in arid deserts.     

雅安芦山4.20震后县级单元生态系统风险评价

区域生态风险评价是对各种生态风险及环境问题进行评价和管理的重要手段。针对雅安地震灾区特殊的自然地理及生态环境特征,选取芦山县为研究对象,采用遥感、GIS及SPSS统计分析的方法,通过风险源、风险受体、暴露和易损性分析,建立生态风险综合评价模型,划分生态风险区类型,进而提出生态风险管理对策。结果表明:1)微度和低度生态风险区集中分布在高海拔的森林及草地生态系统,该区生物多样性丰富,抗干扰能力较强,地质灾害及人类活动影响较小;2)中度和高度生态风险区具有沿农田及建设用地生态系统集聚分布的特征,该区地质灾害频繁,地壳活动性较强,生态系统抵抗灾害的能力较差。研究结果可为地震灾区防御、规避风险及安全选址提供科学依据。     

断代成矿单元研究划分 ----以陕西省成矿单元划分为例

随着地质找矿难度的日益加大,如何科学地圈定找矿靶区,已成为新时期矿产勘查部署及实现找矿突破的关键。成矿单元划分是区域成矿规律研究的基础性工作,在圈定找矿靶区、部署矿产勘查工作中起着重要作用。目前国内成矿单元划分的主要方法是以区域内成矿作用最强、矿床最多的构造旋回所形成的地质构造单元为基础,同时考虑其它构造旋回形成的矿床分布状况而进行成矿单元划分,即采用综合方法划分成矿单元（陈毓川等,2007.徐志刚等,2008.）。对于仅发育单一构造演化阶段或多数矿床形成于某一主要构造阶段的区域而言,上述划分思路和方案基本反映了成矿地质背景及矿产分布规律。但对于发育多个构造演化阶段或多旋回造山带的区域（如陕西省）而言,其矿产众多且形成于多个构造演化阶段,综合方法所划分的成矿区带则较难客观、清晰地反映其成矿背景及矿产分布规律。陕西省多年来的矿产勘查实践表明,成矿单元的划分应从本省多旋回构造演化、多阶段成矿作用的实际出发开展断代成矿单元划分,从而清晰地反映各构造演化阶段的成矿特征及矿床分布规律,以满足新时期地质找矿工作的需求。     

气象观测设备运行状态综合判定技术应用

从气象观测设备运行保障角度出发,基于各观测设备自身运行状态检测信息,结合气象观测数据、气象观测元数据信息以及各级气象观测技术保障业务人员人工填报业务数据,研制了我国气象观测设备运行状态综合判定技术;同时制订了各气象观测设备运行状态分类标准和显示标准,将设备运行状态分为正常、报警、故障和非观测4类状态,分别用绿色、橙色、蓝色和灰色标识.气象观测设备运行状态综合判定技术在一定程度上促进了我国气象观测装备技术保障工作的规范化、标准化开展.该技术贴合气象装备技术保障业务实际需求,设备运行状态判定真实率达100％,结果经实践证明科学合理有效,基于该方法开展的设备运行监控保障工作提高了观测系统稳定可靠的运行能力.     

天津城区春节期间大气气溶胶污染特征 和数浓度分布

利用天津城区2009-2014年春节期间大气气溶胶观测资料和相关气象资料,重点分析2013和2014年春节期间气溶胶污染特征,探求燃放烟花爆竹以及气象条件对春节期间大气气溶胶的影响。结果表明,受燃放烟花爆竹影响,春节期间PM_(2.5)质量浓度最高值均发生在除夕夜间;持续雾霾天气条件下燃放烟花爆竹,造成2013年除夕夜间PM_(2.5)质量浓度峰值达到1240μg·m～(-3),是近年来最严重的一次;2014年春节期间烟花爆竹燃放量有所减少,加之空气扩散条件较为有利,PM_(2.5)质量浓度显著低于2013年;不同天气条件下,气溶胶数浓度谱分布特征存在明显差异,燃放烟花爆竹期间气溶胶数浓度水平与严重雾-霾天气相当。     

天山山区水汽和云水含量的空间分布特征

利用欧洲数值预报中心(ECMWF)发布的第一代全球分辨率ERA-Interim再分析数据,分析了1979～2014年天山山区水汽含量和云水含量的空间分布特征。结果显示：(1)水汽含量的高值中心出现在伊犁河谷地区,中心值域在10—11kg m-2之间,低值区位于天山中部的巴音布鲁克附近,中心值域在5—6kg m-2之间;夏季水汽含量最丰富,在8—11kg m-2之间。(2)云液水含量的高值区出现在博格达山北坡,而云冰水含量的高值区在西天山海拔较高的托木尔峰地区,低值区均在伊犁河谷等海拔低的地区;夏季云液水含量、云冰水含量均呈减少趋势,云冰水含量较云液水减少的更为明显,下降速率为0.28kg kg-1/10a;(3)垂直分布上,云液水含量在600hpa左右的高空出现高值区,中心最大值为10kg kg-1;云冰水含量的高值区则出现在500hpa左右的高空,为11kg kg-1;在对流层大气中云冰水含量值远大于云液水,且云冰水发展的高度较云液水更高。     

塔中人工绿地与自然沙面辐射平衡对比研究

使用2014年5—9月塔克拉玛干沙漠腹地塔中大气环境观测实验站地表辐射观测资料,分析了塔中人工绿地与自然沙面在各种典型天气条件下的辐射分量特征差异。结果表明:人工绿地与自然沙面辐射平衡各分量最小值均出现在夜间,最大值出现在中午前后,总辐射和反射辐射日最大值出现在12:00;大气长波辐射日变化振幅较小,地面长波辐射日变化呈现不对称分布。晴天,人工绿地与自然沙面总辐射和净辐射变化幅度较小,自然沙面总辐射高于人工绿地;阴天,地面长波辐射略有减小,绿地大气长波辐射略有增加,总辐射和反射辐射减少,净辐射的变化受总辐射的影响,但减弱幅度小于总辐射;沙尘暴天气下,沙尘对辐射各分量影响明显,辐射各分量日变化不规则,人工绿地与自然沙面总辐射被明显削弱,日变化波动大。     

青藏高原和亚洲夏季风动力学研究的新进展

亚洲夏季风环流受海陆和伊朗高原—青藏高原大地形的热力作用调控.亚洲季风所释放的巨大潜热又对大气环流形成反馈.这种相互反馈过程十分复杂,揭示其物理过程对理解气候变化格局的形成和变化以及提高天气预报及气候预测的准确率十分重要.夏季北半球副热带对流层上层环流的主要特征是存在庞大的南亚高压(SAH)以及强大的对流层上层温度暖中心(UTTM).本文介绍了温度—加热垂直梯度(T-Q_Z)理论的发展,并用以揭示SAH和UTTM的形成机制.指出沿副热带欧亚大陆东部的季风对流潜热加热及其中西部的表面感热加热和高层长波辐射冷却是导致SAH和UTTM在南亚上空发展的原因.文中还介绍了Gill模型用于上部对流层研究的局限性及解决的办法.     

2013年7月辽宁省降水异常物理机制研究

利用MICAPS常规资料和NCEP再分析资料,对2013年7月辽宁省降水异常物理机制进行了研究。结果表明:2013年7月辽宁省降水偏多发生在异常环流背景下,乌拉尔山高压脊和贝加尔湖低压槽强度大于常年,冷空气偏强且路径偏南;东亚40°—50°N处在纬向强锋区中,有利于气旋生成发展;副热带高压脊线比常年偏北2个纬度,西北侧暖湿气流活跃。7月中高纬地区有3次明显冷空气向南侵入至40°N,与中低纬北上至40°N及以北的暖湿气流交绥形成暴雨,影响系统分别为华北气旋、蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线,不同影响系统暴雨过程的物理机制存在差异。3次暴雨过程中,华北气旋暴雨水汽供应最充沛,水汽源地不仅有西太平洋、南海、东海和黄海,还有孟加拉湾;暴雨区水汽主要由副热带高压外围西南或偏南气流向北输送,东海北部和黄海是水汽汇合及输送量最大的区域。高空急流受贝加尔湖低槽强度影响,不同影响系统高空急流演变和强度不同,低空急流分布与强度及高空辐散区、低空辐合区相对高、低空急流轴分布的位置也不同;高、低空急流耦合发展及高空辐散区、低空辐合区叠置产生的强垂直上升运动造成了水汽强烈辐合,其中华北气旋暴雨水汽辐合最强,水汽辐合层顶达850hPa,蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线暴雨水汽辐合顶在900hPa附近及以下。热力分析表明,3次暴雨过程环境大气中层均有干冷空气侵入,增加了降水对流的不稳定性。