2008年1月河南异常低温多雪分析及数值预报产品释用

2008年1月,河南省出现了历史同期罕见的大范围持续性低温雨雪冰冻天气,降水量比常年同期偏多1.4倍左右,气温比常年同期偏低1.6 ℃;中下旬出现了3次大范围强降雪天气,信阳最大积雪深度为50多年来的最大值.分析表明:2008年1月份,500 hPa欧亚环流高、低纬度反位相特征明显,高度距平场上欧亚高纬度自西向东呈异常的+-分布,而中低纬度则呈相反的-+分布,由于这样的分布特征有利于冷空气从东路入侵河南和南支低槽活跃,因而冷暖空气在河南省交汇形成大范围的降雪天气;1月副高偏北偏西,有利于暖湿气流向北输送;历史上河南省冬季气候对拉尼娜均有不同程度的响应;在太阳活动的高低值年份,河南省1月份均出现过多雪,特别是高值年份多雪概率较高,其次是低值年份;数值预报产品的释用在1月中下旬取得了较好的预报服务效果.     

德阳2004年“4·22”寒潮雷雨天气过程分析

寒潮是一种大规模冷空气活动过程，寒湖的爆发过程也就是大气长波的调整过程。本文通过实时资料和数值预报产品，从中、短期预报的角度出发，对德阳市2004“4．22”寒湖、雷雨天气过程的成因进行分析。主要着眼于过程前期欧亚中高纬地区的环流演变特征，并且重点关注南支槽的活动对降水的开始期及降水范围的影响。此次寒湖、雷雨天气过程是在前期(5—6天)盆地持续异常升温，欧亚500hPa为两槽一脊的典型环流背景下，北方冷空气取东北路径以回流方式侵入盆地而产生的。值得注意的是EC、T213数值预报产品和德阳SVM客观预报方法对这次过程的开始期及降温幅度预报有很好的指示作用。     

水浸干燥后煤的孔隙结构及瓦斯吸附特性变化规律

在富含水煤系或水力措施后的煤层中,受水溶液的浸泡,煤的孔隙结构及吸附特性发生改变,为了深入研究其变化规律,在实验室利用蒸馏水对2种不同变质程度煤样进行了长时间（60 d）浸泡,采用低温N₂吸附实验和CO₂吸附实验测试水浸前后煤样的孔隙结构变化规律,采用高压容量法测试水浸前后煤样的瓦斯吸附特性。结果表明,水浸干燥后煤体孔容和比表面积总体呈降低趋势。其中,低温N₂吸附实验结果表明,煤体中大中孔的比表面积最高可降低48.9%;CO₂吸附实验结果表明,水浸干燥后2种煤样的微孔孔容和比表面积也呈不同程度的降低趋势。将水浸煤样孔隙结构变化分为3个阶段,即矿物质溶出“增孔”阶段、煤基质局部膨胀变形“缩孔”阶段和煤基质整体溶胀变形“扩孔”阶段。此外,水浸干燥后煤对瓦斯的吸附能力下降,主要是由于水浸促使煤体产生膨胀变形,且导致微孔隙相互连通,从而降低了煤体微孔孔容和比表面积,降低瓦斯吸附能力。研究成果对进一步掌握富含水煤系或水力化措施后煤层的瓦斯抽采具有指导意义。      

基于探地雷达的路基地下异常体全波形反演

路面塌陷及地下空洞隐患往往较为隐蔽且事发突然,造成了人们生命和财产的巨大损失,对于道路塌陷及地下空洞隐患的检测分析显得至关重要。探地雷达(Groud Penetrating Radar, GPR)因其具有精度高、效率快、连续无损、实时成像等优点,是目前城市道路塌陷隐患探测的主要方法。针对GPR传统目标函数全波形反演(Full Waveform Inversion, FWI)中激励源子波估计不准确而导致反演准确性和可靠性降低的问题,提出了一种褶积型目标函数FWI算法。对于路面塌陷及地下空洞2种情况,通过建立合成数据模型,与传统目标函数FWI的反演结果进行对比,说明了褶积型目标函数FWI算法在激励源子波估计不准确的情况下依然可以得到良好的反演结果,验证了该算法的有效性;最后将该算法用于2组不同灾害类型的GPR实测数据中,分析反演得到的地下介质相对介电常数分布情况,验证了褶积型目标函数FWI算法对于实测数据的实用性,从而为路基地下异常体探测提供理论依据。      

全球变化背景下热带气旋主要变化特征及影响因素

热带气旋是可以影响全球中低纬度海域的气象现象。系统总结和回顾了国内外热带气旋的主要特征、潜在影响因素及影响机制的相关研究进展,并对其在全球变化背景下的变化趋势进行了总结和剖析。全球变暖以来,热带气旋的源地和路径都出现极移的趋势,移动速度略有增加,频率减小并且强度增大,但各大洋存在显著差异。重点回顾了火山活动、厄尔尼诺—南方涛动和太平洋年代际振荡、太阳辐射、热带辐合带以及气溶胶等因素对热带气旋的影响。其中,火山喷发导致平流层存在大量气溶胶,通过降低海表温度对热带气旋产生消极影响,但这种机制存在地域性差异;厄尔尼诺—南方涛动和太平洋年代际振荡以遥相关的方式调制全球热带气旋活动;太阳辐射和热带辐合带的变化与热带气旋频数存在相关性;气溶胶对不同发展阶段的热带气旋存在相反的影响机制。由于器测热带气旋数据在时间长度上和大部分替代指标在分辨率上的不足,严重制约了全球变化背景下热带气旋潜在影响因素的研究。未来可以通过寻找高分辨率记录载体来量化热带气旋活动历史,进一步解析热带气旋与潜在影响因素的关系,完善在气候波动影响下热带气旋活动的变化机制。     

青海近35年积雪量变化特征研究

利用青海地区50个气象台站春、秋、冬季的积雪深度和温度等气象要素的35a(1979—2013)资料,计算出各年的平均积雪量、温度等序列,再将各气象要素作为因变量,建立一元回归模拟方程,通过计算模拟序列与原序列的各种相关系数以及各年代的平均值,比较其变化的特征,分析其历史演变和年代变化特点。结果表明:青海近35a平均积雪量随时间呈减少趋势,海拔越高,平均积雪量减少的趋势越明显。温度增加的越快,青海积雪量减少的越快,温度上升的趋势越明显,积雪量下降的趋势越明显。     

陇海—京广线沿线河南段年最大风速和年最大积雪深度重现期研究

为对陇海线和京广线提速160—250 km速度段最大风速和最大积雪深度的气候可行性进行论证,根据从建站到2006年陇海—京广线沿线12个气象观测站历年最大风速和最大积雪深度资料,利用Gumbel分布、Weibull分布和Gamma分布对各站最大风速和最大积雪深度的重现期进行了分析。结果表明:陇海线和京广线交叉点上的郑州气象观测站年最大风速具有极为显著的线性下降趋势,每10 a风速减小2.85 m/s;年最大积雪深度没有明显的线性趋势,以波动变化为主。各站年最大风速和最大积雪深度均具有明显的阶段性变化特征。无论是年最大风速,还是年最大积雪深度,多不能拒绝其服从Gumbel、Weibull和Gamma分布的假设,但以Weibull分布形态为主,服从Gumbel分布形态的只有商丘和虞城2站的最大风速及许昌、中牟、开封和兰考4个气象观测站的最大积雪深度。百年一遇的年最大风速多在20.00 m/s以上,最大值为郑州的26.79 m/s;最大积雪深度则均在21.90 cm以上,最大值同样出现在郑州,最大积雪深度为30.83 cm。     

福建沿海鲸鲨时空分布初探及保护对策

搁浅、误捕和救助记录是研究野生动物分布和获取其基本生物学数据的重要来源,尤其是对那些缺少系统性野外调查的物种。本研究收集了福建沿海2006—2019年间鲸鲨（Rhincodon typus）的搁浅、误捕和救助记录,初步探讨福建沿海鲸鲨的时空分布情况,并提出相应的保护对策。共收集福建沿海鲸鲨搁浅、误捕和救助记录30例,包括搁浅10例、误捕18例和救助2例,其中福州鲸鲨记录大部分在平潭岛附近,这可能与平潭海域上升流带来的丰富生物资源有关;所有记录中有28例（93.3%）发生在6—10月,表明夏秋季可能是鲸鲨在福建沿海活动的高峰期。此外,有体长记录的22条鲸鲨中,17条（77.3%）为幼年个体,可能是因为幼年鲸鲨偏好在高生产力的近岸海域聚集以获取充足的食物,因此也更容易搁浅或被误捕。较多的误捕记录（60.0％）提示渔业活动对鲸鲨有较大威胁。因此,建议建立全省甚至全国性的鲸鲨搁浅误捕数据库,进一步严格和规范渔业管理,改进渔具以降低误捕鲸鲨的概率,加强对公众（特别是渔民）的宣传教育,以更好地保护这一濒危物种。     

天山典型流域水文多要素模拟与气候变化影响预估

天山区域地形多变,景观异质性强,水文过程极其复杂,全球变化对该地区水安全带来新的挑战和更大不确定性。亟需通过流域水文模型系统定量模拟和预估天山典型流域水文过程,以更好地支撑区域发展。本研究基于改进的FLEX^G-Δh模型,定量模拟了天山4个典型流域的历史径流过程,并预估了流域内2 282条冰川物质平衡和面积的未来变化,进一步通过情景模拟分析了各海拔高程带径流等水文多要素的响应机制。研究发现:(1)FLEX^G-Δh模型对历史径流过程具有较高模拟精度,率定期平均Kling-Gupta效率系数(I_KGE)为0.75,检验期平均I_KGE为0.60。(2)随海拔上升,径流量和蒸发量呈现先增后减趋势,最大值分别出现在海拔4 000 m和2 000 m,并分别受冰川覆盖和植被分布影响。(3)未来到2100年,低于4 500 m海拔的冰川消融明显。在SSP1-RCP2.6和SSP5-RCP8.5情景下,研究区内分别有145和222条冰川完全消融,冰川总体积分别减少1.81×10⁴ km^...