基于激光扫描和构造分析的紫云苗厅“双穹顶结构”成因机理初步研究

隶属于贵州格必（凸）河伏流洞穴系统的紫云苗厅，是世界上已知探明体积和表面积最大的洞厅，平面投影面积仅次于马来西亚的沙捞越大厅。2014年英国研究人员采用Riegl VZ-400三维激光扫描仪首次对整个苗厅进行了地面激光扫描，本研究通过激光扫描数据并结合地质构造背景分析，对苗厅基本形态特征及其控制因素获得了如下新认识:（1）苗厅整体由两个洞厅与一段大型廊道（极有可能是世界上跨度最大的洞穴廊道）共同构成，在形态上则是两个穹顶与一个拱顶相连接，总体呈“凹”字形。点云切片显示苗厅为鞍部（上部）水平截面呈两个独立又相互关联的多边形且底座并联的“双穹顶”特殊结构；（2）苗厅鞍部的多边形系多期地质构造错动所致，产生了不同方向、不同等级的断裂和节理体系，在区域内形成了具有格子状构造的格局，密集的裂隙交汇于苗厅使得溶蚀作用最为发育；（3）苗厅发育在交麻向斜核部下二叠厚层—块状石灰岩地层中，向斜底部的开张裂隙为地下水进入提供了良好的构造条件，是苗厅能发育成世界级巨大洞厅一个不可忽略的关键因素；（4）苗厅还存在上层洞道，与区域内的层状洞穴共同反映了地质历史时期构造抬升与河流下切的双重作用。推测早期有其它多股水流从高处共同汇聚于苗厅，共同掏蚀出巨大的地下空间，并经历了从潜流带到包气带的转换，才最终形成现今所见的宏大洞厅；（5）根据地貌形态与地质构造的关系，“双穹顶”的发育暗示了有利于形成超大地下洞厅的特殊地质构造也是相邻成对的。     

EC-thin降水预报与极端天气预报指数在浙江暴雨预报中的检验与释用

利用ECMWF模式降水和极端天气指数资料,以及浙江省68个气象站降水观测资料,评估了ECMWF细网格模式(EC-thin)和降水极端天气指数(EFI)对浙江2018—2020年梅汛期暴雨预报效果。研究表明：对于同一预报时效,随着阈值的增加,EC-thin和降水EFI的暴雨预报评分都呈现“先增加、后减小”的趋势,对于不同预报时效都存在某一阈值使得暴雨预报评分达到最大。从24 h时效到72 h时效,EC-thin的降水预报阈值从45 mm逐渐下降到25 mm,而降水EFI的暴雨预报阈值从07下降到06。EC-thin和降水EFI对暴雨预报的空报率随着阈值的增大而减小,漏报率随着阈值的增大而增大。对于不同预报时效,通过合理组合EC-thin降水阈值和降水EFI阈值,可以得到更好的暴雨预报效果,其评分高于单独使用降水EFI阈值或EC-thin降水阈值得到的评分。     

郯庐断裂中段新生代右行走滑位移

依据走滑拉分盆地中盆地沉降（或抬升）速率与边界断层走滑速率之间的数值关系,通过对夹在郯庐断裂中段两分支断层间的潍北凹陷沉积埋藏史的恢复,间接求取郯庐断裂中段新生代右行走滑位移。潍北凹陷内不同构造位置4口井的埋藏史恢复结果表明：凹陷新生代经历了古近纪早、中期的快速沉降,古近纪末-新近纪初的抬升剥蚀和中新世以来的缓慢沉降3个阶段;各阶段的平均沉降速率分别为0.142 9、-0.072 8、0.032 5 km/Ma。通过对太平洋板块与欧亚板块间俯冲速率和方向变化的分析推断,中新世中期（39.5 Ma）太平洋板块由北西向俯冲转而变成正西向俯冲所产生的西南向应力分量是导致新生代郯庐断裂开始右行走滑的主要因素,且走滑活动持续至今。根据走滑活动发生和持续的时间,结合各个时期内潍北凹陷的沉降和抬升速率,计算出郯庐断裂中段新生代右行走滑位移量为15 km左右。     

中国南极维多利亚地新站气象特征分析

中国南极新站选择在维多利亚地特拉诺瓦湾难言岛上进行建设,其气象环境状况是开展科学研究的基础工作,也是考察队员生命安全保障的基础资料。因此,通过2013年度难言岛气象站的观测资料,结合附近地区历史气象资料,对该区域气象要素特征进行了分析。结果表明:(1)由于地处罗斯海与东南极冰盖交界处,难言岛年均气压为987.8 h Pa,与中山站非常接近;(2)年均温为-16.1℃,最低气温为-39.3℃,且冬季气温波动较大,标准差可达±6.0℃;(3)年均相对湿度为42.1%,年均比湿为0.6 g·kg-1且冬季比湿极低,空气非常干燥,降水量非常低;(4)盛行风向为WNW,5—7级风出现频率超过50%,但夏季风速明显低于冬季风速,一般不超过8.0 m·s~(-1),有利于中国在夏季开展工程建设和补给;(5)难言岛年总辐射量为3 342.8 MJ·m~(-2),明显低于中山站,但两站反照率非常接近。     

2011年2月—2012年1月东南极高原辐射平衡观测研究

利用东南极高原熊猫-1自动气象站2011年2月—2012年1月观测的辐射资料和相关资料,对辐射分量和辐射平衡的季节变化进行了研究。结果表明,夏季是东南极高原获得太阳能的主要时段,总辐射通量夏季平均为365.0 W/m²,总量达到2752.1 MJ/m²,占全年总辐射量的58%。各个季节均能出现总辐射瞬时值大于大气顶水平总辐射,春季发生频率最高,冬季最小,总辐射平均日变化呈单峰型。大气长波辐射除夏季外,日变化不明显。冰雪面长波辐射除冬季外,各季节平均日变化呈明显的单峰单谷型。净辐射12月和1月为很小的正值,其他月份为负值。年平均净辐射为 -8.7 W/m²,表明地表相对于大气为冷源。该站的辐射平衡特征与其他南极内陆高原站相似,雪面具有强烈的辐射冷却效应,导致净辐射绝对值都小于下降风区。     

ECMWF极端降水预报指数在华东台风暴雨中的应用研究

台风强降水易引发极端天气事件,预报的难度和不确定性都很大。选取2013—2017年影响华东的13个台风个例,研究ECMWF集合预报降水极端天气预报指数(extreme forecast index,EFI)与台风暴雨的统计关系。研究结果表明:EFI降水指数对台风暴雨的预报具有一定的指示意义,对不同时效选取不同的EFI阈值可以作为暴雨落区预报的参考依据。总体来看:EFI增大,发生强降水的可能性增大;随着预报时效的增加,EFI阈值逐渐减小。以TS评分最大为标准,分别确立了不同时效、不同等级暴雨在华东区域的预报阈值。对于24、48、72、96 h时效的暴雨预报,EFI阈值分别取0.7/0.8、0.7、0.6、0.5可以获得较高的TS评分及合理的预报偏差,因此可将它们作为不同时效暴雨预报的参考阈值。EFI与降水的气候百分位有较好的相关关系,EFI值越大,降水气候百分位值也越大。当EFI值较大时,可参考相对应气候百分位的实况降水量来估测台风降水。极端天气预报指数对极端降水天气具有较好的识别能力,可提前3～5 d提供极端降水信息。     

ECMWF降水极端天气指数在浙江的应用评估

利用2016年6月—2017年5月ECMWF降水极端天气指数(EFI)预报资料,分析了降水EFI与不同量级强降水、降水气候百分位在浙江的关系。结果表明:总体而言,浙江省降水EFI与实况降水存在明显的正相关关系。随着EFI阈值的增加,暴雨发生频次先增加后减少,而且暴雨发生的概率随着EFI阈值的增加而增大。综合考虑TS、BS评分,EFI阈值随着预报时效的延长而减小;随着降水量级的增加而增大。降水EFI值与降水气候百分位存在明显的正相关关系,当EFI值较高时,预示着较大的几率出现极端降水,此时可参考当地相对应的气候百分位的降水量来估计降水。     

东濮凹陷马厂地区潜山构造与成藏特点

通过阐述马厂地区的地震剖面资料,提出了该区断块潜山的四种构造样式：断阶状地垒断块潜山、不对称式半地垒断块潜山、倾斜不对称半地垒状断块潜山和高幅度不对称半地垒状断块潜山。在此基础上总结出断块潜山顶面的总体特点为：南高北低,南宽北窄,南缓北陡。并在综合地层和生产资料的基础上,讨论了马厂地区潜山的成藏特点。潜山储层具备风化侵蚀作用形成广泛发育的裂缝、后期的构造翘倾运动造成的地势差以及其切割断层发挥的油气运移通道作用和封堵作用,得出潜山储层是油气勘探优势储层的结论。     

大庆长垣姚家组高频层序地层与米兰科维奇旋回对应性

选取典型取心井对大庆长垣姚家组进行高频层序划分,共识别出98个超短期旋回,33个短期旋回,9个中期旋回和3个长期旋回。同时大庆长垣姚家组自然伽马曲线频谱分析结果表明,该地层中很好地保存了米兰科维奇旋回。其中,偏心率短周期引起的沉积旋回厚度为2.679～3.972 m,地轴倾角周期引起的沉积旋回厚度为1.379～2.131 m,岁差周期引起的沉积旋回厚度为0.601～0.901 m。高频层序与米兰科维奇旋回之间存在着较好的一致性,高频层序中期旋回、短期旋回和超短期旋回大致分别与米兰科维奇旋回的偏心率长周期、偏心率短周期以及岁差周期对应。地球轨道变化所引起的湖平面变化是高频层序形成的主控因素。     

四种再分析辐射资料在东南极高原适用性评价

利用东南极Panda-1站2011年2月至2012年1月期间的辐射观测资料,检验了四种再分析资料在该地区的适用性。结果表明:对各辐射分量ERA interim在Panda-1地区的适用性都明显好于其他三种再分析资料,这主要归因于其四维变分(4D-VAR)数据同化系统的应用、新的云预报方程和改进的参数化方案以及同化了更多的卫星资料雷达等非常规探测资料。对于向下短波辐射,NCEP-1与实测值之间偏差最大(18.7 W·m-2),可能原因是模式对大气透明度的高估和对云量的低估。对反射率模拟的偏差直接导致了各模式对净短波辐射模拟偏差。NCEP-1与JCDAS都低估了Panda-1地区的地表反射率,模式中,地表吸收了更多的向下短波辐射,最终导致对净短波辐射模拟偏高。对向下长波辐射,四种再分析资料都存在不同程度的低估,冬季偏差大于夏季,其中NCEP-1与NCEP-2偏差最大(分别为-62.6 W·m-2和-37.3 W·m-2)。四种再分析资料均不能很好地反映Panda-1地区净辐射的年变化情况,一般而言,夏季偏差小,冬季偏差大。虽然再分析资料存在明显的缺陷和不足,在广袤的东南极高原地区,观测站点稀少,实测资料无法满足需要,再分析资料仍不失为研究东南极地区气候的一种有效工具。