Discussion on the complete-form vorticity equation and slantwise vorticity development

The complete form of the vertical vorticity tendency equation (the complete-form vorticity equation) is derived from the Ertel potential vorticity equation to contain thermodynamic factors. In this study, a new complete-form vorticity equation, which has the same form as the original complete-form vorticity equation, is deduced from the absolute vorticity vector equation combined with the continuity equation and the expression of three-dimensional (3D) entropy gradient. By comparing the complete-form vorticity equation with the classical vertical vorticity equation, it is found that regardless of whether or not the isentropic surface is tilting, the two vorticity equations are in essence the same. The “baroclinic term” of the complete-form vorticity equation is exactly equal to the solenoidal term of the classical one, and there is a significant amount of cancellation between the two baroclinic items (the “slantwise term” and the horizontal vorticity change term) in the complete-form vorticity equation. In operational weather analysis, the tilt of the isentropic surface can be diagnosed according to the density of the isotherm on the upper-level isobaric map. For synoptic-scale motion, the vertical vorticity produced by the tilt of the isentropic surface is due to the contribution of atmospheric baroclinicity, which is measured by the solenoid. The 3D solenoid is parallel to the isentropic surface, so the more tilted the isentropic surface, the bigger the projection of the 3D solenoid in the vertical direction. The baroclinic contribution can be interpreted based on the PV thinking theory, but the relationship between the vorticity field and the potential vorticity field is not immediate.     

“6.3”区域致灾雷暴大风形成及维持原因分析

利用商丘和郑州雷达资料,结合地面加密观测等多种资料,分析了2009年6月3日傍晚至次日凌晨,河南商丘、安徽和江苏北部出现的大范围致灾雷暴大风。本文分两个阶段从中尺度环境、风暴结构、风暴与环境相互作用、雷暴间相互作用的角度对商丘风暴的发展、维持及灾害性大风成因进行了深入探讨,得到以下结论:(1)商丘雷暴大风环境类似美国暖季型Derecho环境;(2)商丘风暴由晋冀雷暴群下沉气流导致的出流阵风锋移动到水汽相对充沛处触发,在有利的环境条件下迅速发展成具有较强的中层径向辐合超级单体风暴,多个超级单体的强下沉气流合并产生了超级单体阶段的地面大风;(3)飑线发展、维持的原因是飑线的自组织结构,飑线与环境入流的相互作用既有利于强上升气流发展,亦有利于强下沉气流发展,干线及叠加在干线上扰动触发的新生回波带不断并入飑线北端;(4)根据径向速度增幅估计,风暴强下沉气流辐散、强冷池密度流和层状云部分降水粒子蒸发对弓形回波阶段地面灾害性大风的增幅作用几乎相当,冷池合并是商丘极端雷暴大风产生的重要原因。     

逾量旋转动能在区分我国龙卷与非龙卷中气旋中的应用

多普勒天气雷达中气旋算法是为探测直径在1.8～9.2km(1～5nmi)的中气旋而设计的。绝大多数强龙卷都属于发生在中气旋内部的超级单体龙卷,但并不是所有的中气旋都能发展成龙卷。文中引入中气旋核的逾量旋转动能(ERKE)概念,结合中气旋算法和速度产品,分析了龙卷和非龙卷中气旋个例维持期间ERKE值的演变特征,并计算了一些超级单体风暴个例的中气旋初始的ERKE及其权重高度值。结果表明,与非龙卷中气旋相比,龙卷中气旋中ERKE的值普遍较大且其权重高度较低;超级单体风暴的初始中气旋ERKE值及其权重高度可以有效地区分中、低对流层中的龙卷和非龙卷中气旋,并可作为龙卷中气旋识别的定量指标。同时在我国平均中气旋气候特征的基础上,还绘制了ERKE图解,可从中气旋旋转速度和旋转半径快速查得对应ERKE值的大小。     

Research Project Entitled "The Dynamics and Physical Processes in The Weather and Climate System" --Part Ⅰ: A Brief Introduction

In the beginning of the 21st century, the Tenth Five-Year Priority Research Projects of the Earth Sciences of the National Natural Science Foundation of China (NSFC) were initiated. After nearly a two-year long process to prepare, the first version of six Priority Research Projects of Earth Sciences was published in October 2001 by NSFC, viz., Local Response to Global Changes, Life Process and Environment,Dynamics and Physical Processes in the Weather and Climate System, Continental Dynamics, Regional Sustainable Development, Solar-Terrestrial Environment and Space Weather. The process involved more than 200 renowned Chinese scientists and many departments and agencies in China. The six Priority Research Projects guide the research effort of the earth sciences for the NSFC from year 2001 to 2005.This paper provides a brief introduction to the Third Priority Research Project of the Department of Earth Sciences of NSFC-Dynamics and Physical Processes in the Weather and Climate System (DPWOS).     

蜀南地区飞仙关组高精度层序地层研究

针对四川盆地下三叠统飞仙关组层序地层存在多种不同划分方案,以高精度层序地层学理论与方法为指导,以蜀南地区飞仙关组台地相碎屑岩和碳酸盐岩为研究对象,以野外露头剖面、岩芯、钻井、测井、地震等资料为基础,综合应用岩性突变面、沉积相转换面、沉积物空间堆积样式的变化、早期成岩变化、电测井曲线特征以及地震反射特征等标志,识别出不同级次的11个层序界面,据此将本区飞仙关组划分为2个三级层序(TSQ1和TSQ2)和10个四级层序,其中TSQ1可细分出6个四级层序,TSQ2可再分出4个四级层序,并将其与传统地层单位进行对比:三级层序TSQ1和TSQ2分别对应于飞一段+飞二段地层和飞三段+飞四段地层。通过层序地层对比和层序地层格架的建立,指出这些层序在全区均具有良好的可对比性和等时性,每个层序均具有快速海侵到缓慢海退的特点,均由海侵体系域和高位体系域构成,未发现低位体系域和凝缩段。层序与储层关系的研究表明,四级层序Ⅲ和Ⅷ是台内鲕滩这种有利储集相带的主要发育层位,所形成的滩相鲕粒灰岩储层与高位体系域的向上变浅序列和早期暴露及其所导致的大气淡水淋溶改造有关,平面上集中分布于中东部地区。     

我国大气科学高层次人才队伍建设几个问题的简单思考

对涉及我国大气科学领域的北京大学、南京大学、兰州大学、中山大学、浙江大学、云南大学、中国海洋大学、南京气象学院、北京气象培训中心（原北京气象学院）和成都信息工程学院等10所大学及中国气象局、中国科学院大气物理研究所和中国科学院寒区旱区环境与工程研究所等3个单位近10多年来的科技人才队伍（这里主要指本科学历以上）的情况进行了统计分析。通过分析摸清我国大气科学科技人才队伍的基本情况，并与美国大气科学人才队伍进行比较，指出存在的突出问题；还对我国大气科学领域专业设置等问题进行了分析讨论，并对几个问题进行了简单思考。     

“地球系统探测新原理与新技术”优先领域与地球系统科学

地球系统科学是研究组成地球系统的子系统之间相互联系、相互作用的机制，研究地球整体结构、特征、功能和行为，研究地球系统变化的规律和控制这些变化机理的科学。对地观测、探测与分析技术的发展是地球科学创新思维来源的技术保障，同时对地球科学基础理论研究水平的提高起着重要的作用。21世纪地球科学的发展将更加重视发展地球系统科学的理论、方法与技术体系。“地球系统观测、探测新原理与新技术”被列入国家自然科学基金委员会地球科学部“十五”优先资助领域。回顾“十五”期间的资助情况，探讨该领域和地球系统科学的关系，将有利于“十一五”对该领域资助工作的调整与完善。     

三峡地区枯水期强降水前期指标分析

利用三峡地区东部６个站１９６１－１９９４年１０月－１月的逐日降水量资料和逐日历史天气图资料，统计分析了５００ｈＰａ环流形势呈“大Ｕ”型的条件下，三峡地区有无区域性强降水的前期指标，并用１９９５年资料进行检验，１９９６年资料进行试报。结果表明可根据５００ｈＰａ天气图上小槽位置，孟加拉湾槽位置及地面天气图上锋面位置３个指标的组合并结合其它消空条件能较好地预报“大Ｕ”型环流形势下三峡地区有无区域性强降水     

基本气流对赤道Rossby波和重力波的影响

应用考虑基本气流作用的赤道β平面线性模式，分析了基本气流对赤道Rossby波和重力波的影响。分析表明，基本西风气流中西传的赤道Rossby波和西传重力波仍有混合现象，基本西风气流将使Rossby波出现不稳定增长，而基本东风气流中的Rossby波和重力波是完全可分的。     

小兴安岭平顶山一带早侏罗世花岗岩类年代学、地球化学特征及其地质意义

小兴安岭平顶山大地构造位于兴蒙造山带东段,隶属松嫩地块。本文对小兴安岭平顶山一带碱长花岗岩和正长花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究,以确定其形成时代、岩石成因及大地构造背景。结果显示：碱长花岗岩形成于（189±3） Ma,正长花岗岩形成于（191±3） Ma,同为早侏罗世岩浆事件演化的产物;岩石具有高硅（w（SiO₂）为75.00%~77.60%）、富碱（w（K₂O+Na₂O）为7.13%~9.00%）、贫镁（w（MgO）为0.05%~0.45%）、贫钙（w（CaO）为0.17%~1.10%）、低磷钛（w（P₂O₅）为0.01%~0.07%,w（TiO₂）为0.09%~0.23%）的特点,A/CNK值为0.94~1.17,属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性系列岩石;亏损高场强元素Nb、P、Ti、Ta和大离子亲石元素Ba、Sr,Rb、K、Th、Hf等元素具有明显的正异常;稀土元素总量（w（ΣREE））为（38.76~297.13）×10^-6,稀土配分曲线显示为轻稀土略微富集、重稀土较为平坦缓向倾斜的右倾型,具明显的负Eu异常。锆石饱和温度值及地球化学特征等多种证据显示,岩石为高分异的I型花岗岩。结合小兴安岭区域构造演化特征分析,研究区早侏罗世花岗岩类为松嫩地块与佳木斯地块沿嘉荫—牡丹江缝合带碰撞拼合后伸展环境下的产物,岩浆起源于下地壳火成岩物质的部分熔融。