中国干旱事件成因和变化规律的研究进展与展望

干旱是世界上危害最广泛、最严重的自然灾害之一。中国地处典型季风气候区,干旱灾害的影响尤为突出。国际上对干旱问题已经进行了大量研究,逐渐由对干旱的定性和表象的认识发展到对干旱客观特征的定量认识和形成机理的深入揭示。自新中国成立以来,中国从以往仅对一些重大干旱事件的零散认识逐步发展到与国际干旱研究的完全接轨,干旱研究取得了长足进展。但是,目前对干旱研究取得的科学进展缺乏客观全面的整体认识,对干旱研究的发展方向尚未能充分洞察。为此,基于国际干旱研究现状,系统回顾了新中国成立以来中国干旱研究的历程,总结了中国干旱研究的重要进展,划分出了干旱事件的现象特征和时空分布、干旱形成机理及变化规律、干旱灾害风险和骤发性干旱研究兴起等中国干旱研究的4个主要发展过程。并从干旱事件特征、干旱时空分布、干旱变化规律、干旱成因、干旱影响机制、干旱风险形成过程以及干旱对气候变暖的响应、骤发性干旱的特殊性等方面归纳凝练了中国干旱研究的主要成果。同时,结合干旱研究的国际前沿、热点问题和发展趋势,科学分析了中国干旱研究的不足和问题,提出了中国未来干旱研究需要在加强典型干旱频发区综合性干旱科学试验研究的基础上,对干旱形成的多因子协同影响、陆-气作用对干旱形成发展的作用、骤发性干旱的判别及监测预测、各类干旱之间转换规律及其非一致性特征、关键影响期对农业干旱发展的作用、干旱对气候变暖响应的复杂性、干旱灾害风险的科学评估等重点科学问题上取得突破。      

电磁监测试验卫星(张衡一号)数据处理方法和流程

电磁监测试验卫星(张衡一号)共搭载3类8种科学载荷,第1类是用于电离层电磁场探测的载荷,包括高精度磁强计、感应式磁力仪和电场探测仪;第2类是用于原位等离子体参数探测的载荷,包括朗缪尔探针、等离子体分析仪和高能粒子探测器;第3类是用于电离层结构探测的载荷,包括GNSS掩星接收机和三频信标发射机。电磁卫星载荷探测方式均不同于以往的成像遥感卫星载荷,其数据处理方法和流程也有本质差异。本文首先介绍了中国电磁监测试验卫星产出的科学数据种类、数据分级和各级数据的定义,根据电磁监测试验卫星的特点,科学数据分为0—4级。随后描述了1—4级数据的总体处理流程,最后详细描述了8种载荷1—2级数据处理的方法、流程以及关键的数据处理算法。该数据处理方法和流程将应用于电磁监测试验卫星应用系统,作为数据处理分系统设计和研发的依据。     

江苏宁芜北段自然重砂异常特征及其对铜金矿的响应

宁芜火山岩盆地是长江中下游成矿带中重要的铁、硫、铜、金成矿区。基于宁芜北段自然重砂建库数据,通过ZSAPS2.0软件GIS平台,选择与火山热液充填型铜金矿相关的特征矿物,圈定了自然重砂组合异常。通过自然重砂组合异常特征发现,铜矿物(黄铜矿、斑铜矿、蓝铜矿、辉铜矿、孔雀石)、自然金、黄铁矿、重晶石等重矿物组合对火山热液充填型铜金矿响应明显。在组合异常的基础上,圈定自然重砂综合异常,以成矿地质条件、与已知矿床的对应关系、异常强度、异常规模、重砂异常套合程度等为指标,对综合异常进行评价,从而为宁芜火山岩盆地北段铜金矿找矿远景区的划定提供依据。     

江苏铁矿资源潜力评价

铁矿资源是江苏省重要金属矿产资源之一。根据最新的地质找矿原则,突出“攻深找盲”,开辟“第二成矿空间”的找矿思路,以新的成矿理论为指导,加强资料二次开发利用的力度和深度,充分运用地质、物探、化探、遥感等新的勘查技术方法,对铁矿资源潜力进行评价。通过此次评价,共圈定了6个远景调查区,6个重点普查区,8个普查验证区。     

干旱半干旱区气候变化研究综述

从干旱半干旱区气候的时空变化特征、陆气相互作用的观测试验以及气候变化的动力学机制等几个方面系统总结了近年来国内外干旱半干旱区气候变化的最新研究进展,指出目前干旱半干旱区气候变化研究以特定区域研究为主,缺乏对全球不同区域干旱半干旱区气候变化时空关联的系统性归纳研究,且野外观测试验持续时间较短,这在很大程度上限制了对干旱半干旱区气候变化机理的认识和陆面过程模式的发展。针对这些问题,从资料获取、资料分析及数值模拟3个方面提出未来干旱半干旱区气候变化研究的主要方向。     

江苏省铅锌矿综合评价模型及资源潜力分析

为了预测江苏省铅锌矿的资源潜力,首先分析了省内铅锌矿的资源现状,并按照矿床模型综合地质信息矿产预测方法,在中、大比例尺勘探数据的基础上,根据不同矿床类型建立了3个矿床综合评价模型,划分了4个铅锌矿预测工作区;然后在此基础上圈定预测单元,优选出29个最小预测区;再使用地质参数体积法估算了全省铅锌矿潜在资源量,预测1 000 m以浅铅潜在资源量为96.83万 t,锌潜在资源量为162.95万 t;并进一步对铅锌矿的成矿条件及资源潜力进行分析研究,提出宁镇西段的4个最小预测区具有很大的找矿前景。     

实现复频移完全匹配层吸收边界条件的递推卷积方法

完全匹配层吸收边界（PML）已经被证明是非常有效的边界吸收技术,对体波和面波的吸收都具有非常好的效果,已经被广泛应用于弹性波的数值模拟中。但是在某些情况下传统的PML技术还是存在一定的问题,比如对掠射情况下的体波和窄区域自由表面条件下的面波的吸收等等。在坐标变换中采用复频移拉伸函数的复频移PML可以有效地改善PML边界条件的吸收性能。基于弹性波一阶速度-应力方程,推导了复频移PML的递推卷积实现方法,并采用交错网格高阶有限差分法对其进行了数值模拟,与传统的PML进行了对比。结果表明：传统的PML对掠射情况下的体波和窄区域自由表面条件下的面波吸收不足,会产生虚假反射,影响真实波场;而基于递推卷积的复频移PML算法能够有效地改善困难情况下的吸收效果,并且在实现过程中不用分裂变量,应用更加方便简单。计算卷积时采用递推的形式,推导过程直观易懂,易于编程,而且不会增加计算量,存储量也没有太大的变化。     

Effects of spectral nudging on the 2010 East Asia summer monsoon using WRF model

The performance of spectral nudging in an investigation of the 2010 East Asia summer monsoon was assessed using the Weather Research and Forecasting (WRF) model, forced by 1-degree NCEP Global Final Analysis (FNL). Two pairs of experiments were made, spectral nudging (SP) and non-spectral nudging (NOSP), with five members in each group. The members were distinguished by different initial times, and the analysis was based on the ensemble mean of the two simulation pairs. The SP was able to constrain error growth in large-scale circulation in upper-level, during simulation, and generate realistic regional scale patterns. The main focus was the model ability to simulate precipitation. The Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) 3B42 product was used for precipitation verification. Mean precipitation magnitude was generally overestimated by WRF. Nevertheless, SP simulations suppressed overestimation relative to the NOSP experiments. Compared to TRMM, SP also improved model simulation of precipitation in spatial and temporal distributions, with the ability to reproduce movement of rainbands. However, extreme precipitation events were suppressed in the SP simulations.     

唐山台短水准、 短基线数据的分段特征

从1984年以来, 唐山台短基线、 短水准观测已经持续了20多年, 从数据的日变化曲线可以明显发现其经历了三个阶段, 即1984—1989年、 1990—1998年、 1998年至今。 与此分段特征相一致的还有华北大面积水准观测数据计算结果。 本文使用季节-趋势分解方法 (Season-Trend on Loess, STL), 将原始观测数据分解为季节项、 趋势项和残差项。 由季节项中发现不同测段隐含的周期成分, 从趋势项的变化寻找造成这种趋势变化的可能原因。 经分析表明, 在发生趋势性变化的时间点, 发生了1989年大同6.2级地震、 1991年的大同6.1级地震、 1995年的唐山5.0级地震、 1998年的张北6.2级地震和2004年的唐山4.9级地震。 初步推测认为, 台站数据的趋势变化与这些地震的孕育、 发生有关。     

汶川8.0级地震及其强余震引起的唐山井水位同震响应特征分析

统计了汶川8.0级地震及其强余震引起的唐山井水位同震变化的幅度参数（最大振幅、阶变量）和时间参数（最大振幅时刻,同震持续时间）,以及邻近的陡河台记录的地震波的体波和面波的到时．计算分析了同震参数与震级（ML,MS和MW三种震级）、井-震距、震源深度的相关方程及同震参数间的相关关系．结果表明,同震变化量与MS震级的相关性最好,与震源深度和井-震距相关性较弱;同震最大幅度与同震阶变量、同震持续时间相关性很高,水位同震振荡和阶变均来自地震波引起的动应变;水位同震振荡的最大振幅发生在S波至瑞利波时段,水位同震响应是地震波与水文地质环境等多种因素共同作用的结果．