Moving boulders in flash floods and estimating flow conditions using boulders in ancient deposits

Boulders moving in flash floods cause considerable damage and casualties. More and bigger boulders move in flash floods than predicted from published theory. The interpretation of flow conditions from the size of large particles within flash flood deposits has, until now, generally assumed that the velocity (or discharge) is unchanging in time (i.e. flow is steady), or changes instantaneously between periods of constant conditions. Standard practice is to apply theories developed for steady flow conditions to flash floods, which are however inherently very unsteady flows. This is likely to lead to overestimates of peak flow velocity (or discharge). Flash floods are characterised by extremely rapid variations in flow that generate significant transient forces in addition to the mean‐flow drag. These transient forces, generated by rapid velocity changes, are generally ignored in published theories, but they are briefly so large that they could initiate the motion of boulders. This paper develops a theory for the initiation of boulder movement due to the additional impulsive force generated by unsteady flow, and discusses the implications.     

加强矿业供给侧结构性改革的初步思考

当前我国正处经济增速减缓的新常态,供给侧结构性改革应运而生。我国乃至世界的矿业更是处于发展的严冬之季,产能严重过剩,大宗商品价格持续走低。在当前形势下,我们要用新常态眼光看待矿业未来发展之路,因地制宜,着力加强供给侧改革,刻不容缓。     

长江中下游地区暖区暴雨特征分析

利用2007到2013年5-9月间常规和非常规资料以及6 h一次的NCEP 1°×1°再分析资料,将长江中下游地区暖区暴雨按天气形势划分为冷锋前暖区暴雨、暖切变暖区暴雨以及副热带高压边缘暖区暴雨三种类型。统计表明暖区暴雨一般发生在距离切变线(锋线)100~300 km的暖区内。主要结论包括:(1)冷锋型降水强度偏弱且分布均匀,集中在5、6月;暖切变型发生次数最多且强度大,主要发生在6、7月长江中下游地区的偏南部;副热带高压边缘型发生次数最少但强度较大,发生在7、8月。暖区暴雨的发生次数及强度在大别山、皖南山区较为集中。(2)暖区暴雨中短时强降水贡献大。(3)冷锋背景下的暖区暴雨一般产生在锋前低压槽中,暴雨落区与高低空急流耦合有紧密联系;暖切变型以低层暖切变线为主要天气背景,地面常有弱静止锋,暖区对流活动与中尺度急流结构、地形强迫等因素存在较高的相关性;副热带高压边缘暖区暴雨与局地的水汽积累和对流不稳定条件的发展有密切关系。据此建立三类暖区暴雨的概念模型。     

冬季东亚高空副热带急流和温带急流协同变化与中国南方地区降水的关系

利用NCEP/NCAR再分析数据和中国台站降水资料研究冬季东亚高空副热带急流和温带急流协同变化特征及其与中国南方地区降水的关系,发现冬季东亚高原急流与温带急流同期反向协同变化特征最为显著。即高原急流增强,同时温带急流减弱(SW型)和高原急流减弱,同时温带急流增强(WS型)。当高原急流增强(减弱)而温带急流减弱(增强)时,中国南方地区降水显著增加(减少)。合成分析表明,不同急流协同变化型态下冷暖空气活动特征存在较大差异,高原急流与温带急流的反向协同变化可以真实反映与冬季中国南方地区降水相关联的冷暖空气活动特征,进而导致不同降水形态的产生。     

基于LLS的雷电流波头时间分布特征

利用湖北省2007—2013年雷电定位系统(Lightning Location System,LLS)监测的雷电流相关参数资料,采用数理统计方法,对雷电流波头时间的年、季、月、日变化以及累积概率和概率密度分布进行了统计分析。结果表明,正闪电平均波头时间为4.8μs,负闪和总闪电为3.6μs;一年中,正闪电7月波头时间最短,月变化特征大致呈"V"形;负闪和总闪电5—7月波头时间比其他月份短,月变化特征大致呈"U"形。正闪电波头时间季节、日变化明显,负闪和总闪电季节、日变化不明显。波头时间小于等于10μs时,正闪、负闪和总闪电的波头时间累积概率分别为95.5%、99.7%和99.6%,总闪电95%的波头时间大于1.5μs,50%的大于3.1μs,5%的大于6.0μs。波头时间在2~3μs时,正闪、负闪和总闪电的概率密度最大。气温较低月份,波头时间相对较长,反之,波头时间相对较短,其原因可能与雷电流幅值大小有关,具体原因有待进一步研究。     

海风雷暴的观测分析和数值模拟研究进展

沿海地区经济相对繁荣,城市化水平较高,对天气和气候的依赖性强,突发性强对流天气所造成的灾害也会更加严重;同时沿海地区的强对流天气又与海风环流密切相关,因此沿海地区海风雷暴的研究受到了日益广泛的关注,成为了气象学和大气科学中的重要研究对象。在过去的半个多世纪中,海风雷暴的观测和模拟研究取得了大量的研究成果。本文通过对这些研究工作进行回顾和总结,系统地分析了国内外的研究现状,重点讨论了海风雷暴的结构和特征、发展演变过程、触发机制及其预报预警。最后对海风雷暴未来的研究方向进行了探讨,提出了一些有待于研究或需深入研究的问题,以利于今后更好的开展有关海风雷暴的工作,加深对其发生发展规律的认识,提高预报预警水平。     

Copper Speciation in a Collection of Geochemical Reference Materials Using Sequential Extraction and Evaluation of the Validity Using XANES Spectroscopy

Copper speciation in a collection of Japanese geochemical reference materials (JSO‐1, JLk‐1, JSd‐1, ‐2, ‐3 and ‐4, JMs‐1 and JMs‐2) was achieved by sequential extraction and characterised using X‐ray absorption near‐edge structure spectroscopy. In the first step of the extraction, referred to as the acid fraction, between 1% and 20% total Cu within the reference materials was extracted. Such a result is typically accounted for by absorption of Cu onto clay minerals. However, the presence of Cu sulfate (an oxidation product of chalcopyrite) was observed in some of the stream sediments affected by mining activity (JSd‐2 and JSd‐3) instead. Copper was extracted in the reducible fraction (targeting Fe hydroxide and Mn oxide) (2–49% total Cu). Between 2% and 51% Cu was extracted in the oxidised fraction (targeting sulfides and organic matter). X‐ray absorption near‐edge structure spectroscopy clarified that the reducible fraction consisted of Cu bound to Fe hydroxide, whereas the oxidised fraction was a mixture of Cu bound to humic acid (HA) and Cu sulfide. In the oxidisable fraction, chalcopyrite was the predominant species identified in JSd‐2, and Cu bound to HA was the major species identified in JSO‐1 (a soil sample).     

准噶尔盆地玛湖凹陷八道湾组一段沉积微相特征——以TX1井区为例

通过岩石学、沉积学及测井等方法,对准噶尔盆地TX1井区侏罗系八道湾组一段进行详细研究,认为侏罗系八道湾组一段主要发育复成分砾岩、砾状砂岩及砂岩,煤夹层;沉积构造发育,兼具水上及水下沉积的特点,发育粒序层理、中大型交错层理及冲刷充填、植物枝干印模等沉积构造;测井上具箱型、漏斗型、指状、线性等响应。沉积相纵向上逐渐向盆地边缘退积演化,其中三角洲平原亚相在2~5砂组较为发育,以辫状分流河道及河道间的河漫沼泽沉积为主,前缘亚相在1砂组较为发育,以水下分流河道及支流间湾沉积为主。辫状河三角洲前缘水下分流河道微相是最有利的储集相带,孔渗结构较优,原油含水率低;辫状河三角洲平原分流河道微相次之,其储层非均质性强,原油含水率较高。     

两次强降水过程雨滴谱特征及差异

利用寿县观测站内的Parsivel激光雨滴谱仪结合观测站雨量数据及雷达基数据,分析了发生在2015年6月26—30日梅雨期间和2015年8月7—10日超强台风"苏迪罗"影响期间2次强降水过程的雨滴谱结构特征及其差异,拟合了雨强与雷达反射率因子之间的关系。结果表明:雨强的大小直接影响雨滴谱的特征参量,且随着雨强增大而增大;梅雨锋暴雨中1.0mm直径≤1.5mm的粒子所占比例最多,雨强贡献率最大;台风雨中0.75mm直径≤1.0mm的粒子所占比例最多,但1.0mm直径≤1.25mm的粒子对雨强的贡献最大,说明较大粒子对强降水的贡献较大。     

一次暴雨过程受不同系统影响的动力热力场结构特征

本文使用常规观测资料、卫星云图、自动气象站降水量以及0.25°×0.25°的NCEP/NCAR再分析资料,对出现在东北地区北部受不同系统影响的连续2d暴雨过程的热力和动力场结构特征展开研究。结果表明:24日为暖锋锋生暴雨,暴雨范围大;25日为台风暴雨,暴雨出现在台风移动路径上,为狭长带状。暴雨是由MCS活动造成的,每次短时强降水均与TBB低值中心相对应,台风倒槽内的MCS强度比暖锋云系内的MCS弱,但是降水强度却更大。台风安比携带大量暖湿空气,其东侧的低空急流向北输送热量和水汽,水汽辐合集中在边界层内,台风暴雨的水汽辐合强度比暖锋暴雨更强烈,所造成的雨强更大。暖锋暴雨期间,小兴安岭迎风坡地形的辐合抬升作用明显;高层强辐散及地形辐合抬升作用对暴雨有较大贡献。台风暴雨期间,低空辐合,特别是水汽辐合作用对暴雨有较大贡献;辐合区位于台风倒槽附近,倒槽表现为冷锋性质。