利用EOF相空间分析东亚梅雨旱涝长期过程的初步研究

利用非线性动力学中的相空间概念,分析了梅雨旱涝3～5年循环的长期过程.对全球热带850hPa的纬向风场距平所作的EOF,第1特征向量显示了Walker环流异常在赤道球圈上的分布;第2特征向量主要显示热带-副热带之间的环流异常的经向分布.在第1时间系数和第2时间系数所定义的2维相空间中,由相轨线分析,得到梅雨涝年主要集中于第2象限,而旱年则相对多在第4象限.说明梅雨旱涝年际变异的主导模态和热带大气环流的主要特征向量有着密切的关联.它们显示了以3～5年时间尺度的大气环流演变的长期特征性过程.     

地下水数据信息管理系统研究

在分析与地下水有关的数据信息基础上,提出了较为合理的地下水数据信息管理系统结构,并将该系统所应实现的功能设计为数据管理功能、分析计算功能、图形功能、报表功能四大部分,分别对它们所完成的任务及各功能的开发思路进行详细阐述。同时以安徽省淮北地区为例,就该系统的实际应用效果进行了验证。     

序

中国是世界上水资源极为短缺的国家之一。作为一种重要的国家战略资源,地下水对于保障我国饮用水供水安全具有举足轻重的作用。据水利部2018年水资源公报,我国地下水供水量976.4亿m3,占总供水量的16.2%,是400多个城市（占城市总数的60%以上）的主要水源。作为重要的饮用水源,地下水的水质好坏直接影响饮水安全和人民身体健康。 我国有1/3左右的地下水是在天然地质条件下形成的原生劣质地下水,分布广泛,不宜作为生活饮用水源。 随着人类活动加剧,地下水污染日趋严重。据中国地质调查局的调查结果显示：在北方地下水强烈开采的地区,浅层地下水矿化度、硬度显著升高;南方部分地区浅层地下水酸化明显,珠江三角洲地区酸化尤为突出。国家地下水监测工程2018年对全国地下水监测点35项无机组分水质指标测试结果显示我国地下水水质为I类的仅占2.13%,II类的占11.01%,III类的占1.91%,而IV类高达68.39%,V类的占16.56%,可见全国地下水水质污染程度之高。地下水质的恶化造成”水质性缺水”,它又进一步地加剧了我国缺水的严峻局面。 地下水污染具有来源复杂和污染途径众多的特征。环境中的污染物可以通过各种自然和人为途径进入地下水系统,导致地下水污染。人类活动,如农业灌溉、农药化肥的使用、工业废水和城市污水的下渗、化学或有毒有害废物的泄漏、地下水开采、地面污染物随降水淋滤渗入、受污染的地表水与地下水交互作用等,都是污染物进入地下水的主要途径。 地下水污染是一个复杂的地质地球化学生物地球化学的耦合过程。污染物进入地下水系统后,受各种物理、化学和生物因素的影响在地下水中迁移转化。对流、扩散、弥散等物理过程,沉淀溶解、吸附解吸、氧化还原等化学反应,生物富集、降解、萃取等生物过程,不但直接和间接影响地下水污染物的迁移和转化速率,以及地下水中污染物的浓度及其时空分布,而且也会导致地下水环境条件（如溶解氧浓度、氧化还原电势、微生物群落组成和功能的改变等）的变化,而环境条件的改变反过来又影响污染物迁移转化速率。 地下水污染具有长期性、隐蔽性和难以修复的特征。开展地下水污染过程的深入研究,不仅是认识污染物在地下水系统中迁移转化规律以及它们对生态环境影响的基础,也是控制污染源头、开发经济高效地下水修复和管控技术的关键,对保护地下水资源和饮用水安全具有重要的战略意义。 20世纪80年代以来,美国等发达国家投入大量资金和人力资源,在地下水污染防治技术领域取得了众多创新成果,地下水环境修复产业也日趋成熟。而我国地下水污染的系统防治工作开展相对较晚,加上我国地下水污染成因和水文地质条件复杂多样、研发投入不足、地下水环境修复产业基础较为薄弱等,造成我国在地下水污染防治技术方面还存在着一系列亟待解决的难题。 当前地下水面临的巨大污染风险和水质安全问题,引起了党中央和各级政府的高度关注。习近平总书记特别强调“确保地下水质量和可持续利用是重大的生态工程和民生工程,坚决遏制地下水污染加剧的趋势”。近年来,在科学技术部、国家自然科学基金委、生态环境部、自然资源部等支持下,我国相继开展了一系列有关土壤和地下水污染防控的重大科技攻关项目,在地下水污染调查和评价、地下水污染物迁移转化机理、地下水质保护和地下水污染修复关键技术、材料和设备研发等方面都取得了重要进展,有力地推动了地下水污染防治工作。 科技期刊是科技事业的重要组成部分,是科学技术发展的基础支撑和国家战略资源。《地学前缘》作为具有广泛和重要影响的地学主题性学术期刊,创刊以来,出版发行了一系列主题专辑,对推动地学事业发展和服务现代化建设发挥了重要作用。为及时总结我国地下水污染和修复的前沿研究成果、发展态势、研究热点和难点,《地学前缘》编辑委员会约请郭华明、苏小四两位数授担任特约主编,指导和组织了本期“地下水污染与修复”专辑,共收录了21篇稿件。这些稿件紧扣中国地下水污染现状,内容丰富,涵盖了地下水污染调查与评价、地下水污染监测、地下水污染成因与模拟、地下水污染修复技术等诸多领域,很好地展现了我国地下水污染防控领域研究的新进展。相信本专辑相关论文的发表,必将进一步推动我国地下水污染防控领域的科技进步。 正如习近平总书记所强调的那样,“确保地下水质量和可持续利用是重大的生态工程和民生工程”。我国地下水污染的防控任重而道远,需要一代又一代的科研工作者瞄准学科发展前沿,响应国家需求,不断攻坚克难,为取得“蓝天、碧水、净土”攻坚战的胜利做出我们应有的贡献。 吉林大学 2021年9月10日     

一个锢囚状中尺度对流系统的多尺度结构分析

利用多普勒雷达、气象卫星、自动气象站等监测资料、1°×1°NCEP再分析资料和4DVAR雷达反演低层风场资料,运用雷达拼图图形叠加、剖面和中尺度滤波等分析手段,对2007年7月18日华北东部一个锢囚状a中尺度对流系统(MaCS)的多尺度空间、动力结构及其演变进行了细致地分析.结果表明:(1) MaCS生命史分为发生发展...     

南黄海盆地盆山耦合作用与地质演化

对南黄海千里岩隆起区榴辉岩、仰口榴辉岩和海阳所榴辉岩的地球化学特征进行对比研究得出,千里岩榴辉岩原岩可能为古秦岭洋洋壳,海阳所榴辉岩原岩可能为扬子板块北缘的基性下地壳;而仰口榴辉岩原岩可能为受俯冲流体作用而发生分异的岩石类型。依据现有地球物理资料研究,对南黄海盆地的构造特征和构造样式进行了探究,进而阐述了南黄海盆山耦合作用的地质演化。     

“浣熊”强度变化的环境背景和卫星观测分析

利用实况观测定位和强度资料、NCEP的1°×1°全球最终分析资料、NOAA周平均1°×1°海温再分析资料和FY卫星水汽图像,分析台风浣熊(0801)的环境背景条件和内核结构演变与强度变化的关系.结果表明:(1)环境风垂直切变增大至10m·s~(-1)左右与南海北部海表温度逐步减小导致最大可能强度不断降低是"浣熊"快速发展过程中断并减弱的重要外部条件;(2)卫星水汽图像显示内核结构存在眼壁破裂和复原现象,该现象精确地反映其强度变化.眼壁破裂(复原)过程导致"浣熊"减弱(增强).     

9617号热带风暴Tom变性过程数值模拟分析

利用中尺度模式MM5对西北太平洋9617号热带风暴Tom转变温带气旋的变性过程进行了模拟.通过对其变性过程的模拟分析发现:热带风暴Tom与西风槽相互作用,风暴东侧低层暖湿气流与槽前正涡度平流发生耦合有利于气旋发展;槽前暖平流与槽后冷平流使风暴形成具有西冷东暖的热力分布结构,诱使风暴向斜压转变;高空急流入口处右侧的气旋式切变及出口处右侧的反气旋式切变有利于风暴右侧气流上升和左侧气流下沉运动,有利于风暴由正压向斜压性转变;来自风暴西北侧的干冷空气自700hPa附近向风暴中心侵入,使风暴中心暖柱体发生自低层向高层的西北一东南向的倾斜,其暖性特征遭到破坏;由于干冷空气的侵入,低层700hPa分为南北两个暖中心,北侧暖中心北侧出现了明显的暖锋锋生,西南侧另一个暖心附近有冷锋锋生迹象;平流层高值PV异常下传有利于变性后的热带风暴的再次加强.     

福建省永定县大排铅锌矿的找矿思路创新和突破

福建永定县大排矿区是历经多次地质工作的老矿区,之前仅作为一个小锰矿在开采。本项目成功运用新理论正确指导找矿、运用新方法实施找矿,发现并基本查明该矿为一以铅锌矿为主,并共、伴生铁矿、铜矿、钼矿、银矿、锰矿等多种矿产的大型多金属矿床,矿种为浅部铅锌多金属矿经铜多金属至深部磁铁矿,成因类型为层控-矽卡岩型→层控-热液叠加改造型,该矿床的发现进一步丰富了区域矿床成因理论,拓展了区域找矿思路。     

迭代法在现代地下水年龄估算中的应用——以银川平原为例

为克服应用氚同位素方法确定现代地下水年龄过程中存在的,需确定地下水系统输入项的历史背景浓度问题,本文根据地下水同位素数学物理方程,以全混模型为例,利用不同时期地下水同位素的测试结果,通过数学迭代运算,推导出计算现代地下水年龄的计算公式。该方法不仅可以很好地解决地下水系统输入项氚背景浓度恢复时间序列较长的问题,而且对于提高地下水的定年精度具有十分重要的意义。该方法应用到银川平原取得良好的效果,研究表明银川平原浅层地下水的周转时间为30 a。      

厦门西侧海域微微型浮游植物的时空分布及其调控机制

分别于１９９７年１０月与１９９８年４月,研究了厦门西侧海域微微型浮游植物类群组成,时空分布及其与环境因子的关系。结果表明：厦门西侧涨域微微型浮游植物在类群组成和丰度分布上存在的着在的时空变动;在类群组成上,富含藻蓝素的蓝细菌（ＰＣ细胞）在大多则站占优势（秋、春平均分别为７８％、４１％）,而真核微微型浮游植物（ＥＵ细胞）在九龙江口占优势（秋季高达８０％～１００％）;在丰度分布上,ＰＣ和富含藻红素的蓝细菌（ＰＥ细胞）呈秋季大于春季,而ＥＵ细胞秋春季则相近。与环境因子的回归分析表明,盐度是影响厦门西侧海域微微型浮游植物类群组成和丰度的关键因子,但其与细胞丰度的相关关系因季节不同而异;结果还表明,厦门西海域微微型浮游植物类群组成的多样性与该海域的异质性有关。