泰山景区地闪分布特征及与海拔高度关系研究

我国因雷击造成的森林火灾和景区人员伤亡时有发生,近年来,泰山景区也多次发生雷击森林火灾和设备损坏等事故。为了有效地避免或降低雷击对泰山景区的危害,利用2007—2018 年山东省闪电定位系统监测的地闪资料,对泰山景区闪电活动特征及其与地形、海拔的相关性进行分析,从而为有效地开展防雷减灾服务及为地方政府部门决策提供技术支撑。 结果表明：虽然不同年份的落雷次数有所差别,但每年不同海拔高度落雷次数的分布特征比较一致,泰山景区年均地闪密度为1.82 次•km-2•a-1,地闪密度较高的区域集中在主峰和主峰西北方4 ～7 km附近山顶区域;地闪活动的季节性分布特征明显,夏季（6—8月）地闪次数约占全年总地闪次数的86.86%,海拔900 m以下落雷次数较多;日落雷次数的高峰时段为14:00—20:00,落区集中在200～800 m之间;正闪强度均值随海拔升高波动较大,负闪强度随海拔的变化较小;地闪密度随海拔升高呈现上升趋势,海拔高度＜800 m的区域地闪密度随海拔增加呈缓慢上升的趋势,海拔高度＞1 000 m的区域地闪密度随海拔增加呈明显上升的趋势,同时发现随海拔高度的增加地闪密度和陡度呈现增大和增高的趋势,800 m以上尤其明显,可见泰山景区地闪密度与陡度和海拔高度呈现较好的正相关性。     

山东一次典型持续冰雹过程的闪电活动和雷达特征分析

2020年6月1日下午至夜间,山东部分地区出现降雹天气,利用卫星和雷达以及闪电探测资料详细分析此次降雹过程的闪电和雷达参量特征。结果表明：（1）鲁北和鲁中雹暴闪电活动的主要差异为：鲁中雹暴的对流强度强于鲁北雹暴,其正地闪比例和正地闪平均强度明显高于鲁北雹暴。其相同特征为：在开始阶段正地闪比例和云闪占总闪电的比例较高;在地面降雹开始之前总闪电频数均出现跃增,其峰值提前降雹6~18 min,同时云闪表现更加活跃;地面出现降雹之后,云闪频数快速下降,地闪占总闪电比增加,甚至超过50%。（2）雹暴的闪电活动均发生在云顶温度小于-50 ℃的云区内,且密集出现在云顶温度小于-60 ℃的范围内。闪电主要发生在30 dBZ以上回波区域,密集的云闪对应强对流区,表明云内垂直运动剧烈。负地闪与差分相移率K_DP＞0.5 （°）·km^-1和差分反射率Z_DR＞2.0 dB的区域对应关系非常一致,表明负地闪与强降水区密切相关。雹暴回波穹隆区的Z_DR值较高、零滞后相关系数（C_c）值较低,很好地指示了上升气流区。较高的水平反射率因子（Z_H）和较低的C_c以及较低的Z_DR区域对应冰雹粒子区域。闪电很好地对应于云内霰、湿雪、冰雹、干雪等大的冰相粒子区。（3）0 ℃以上Z_DR≥1.0 dB的体积、Z_H≥30 dBZ的体积、Z_H≥30 dBZ的冰水含量与总闪电频数的时间演变趋势基本一致,其与总闪电频数的相关系数分别为0.756、0.780和0.710,进一步证实大的冰相粒子在起电过程中发挥着主导作用。     

“12·14雷打雪”过程的闪电特征及成因

2023年12月14日在山西和河北南部、河南北部、山东西部出现一次大到暴雪过程,并伴随频繁的闪电活动。利用欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF）第五代大气再分析（ECMWF Reanalysis v5,ERA5）资料以及闪电、大气电场仪、双偏振多普勒天气雷达等观测资料对此次“雷打雪”天气过程进行详细分析,得到以下研究结果：（1）此次“雷打雪”是一次明显的高架对流天气过程,低层一直存在逆温层,850~600 hPa为显著的暖湿平流,925 hPa以下近地面东北风形成的“冷垫”楔入到条件性对称不稳定层结下方,抬升暖湿空气,触发对流天气,释放不稳定能量,产生较强的上升运动。（2）降雪过程的雷电活动比较活跃,闪电频数高达99次·（10 min）^-1,云闪和地闪比例为1.7∶1,正地闪的占比为19.4%。此次“雷打雪”天气过程的闪电空间分布和走向与强降雪落区表现出良好的一致性,闪电密集区域对应强降雪区域,74%的暴雪站周围30 km范围内出现闪电,100%的大暴雪站周围30 km内发生了闪电。（3）高空正K_DP区域与地面降水率的增大密切相关。总闪电与6 km等高层雷达回波的空间一致性很好,基本分布在大于20 dBZ的云区内,闪电落区的回波顶高几乎都在5 km以上。雷达发现在5~8 km的高度范围出现Z_DR和K_DP的正值区,揭示云内存在明显的垂直上升运动和过冷却液态水,存在良好云内起电条件,结合地面电场观测资料和闪电资料,推测此次降雪云系的电荷结构为上正下负的电荷结构。     

青岛沿海地区雷暴过程闪电始发位置的微物理参量特征分析

本文通过低频磁脉冲闪电探测系统和双偏振雷达联合观测结果,针对2019—2020年青岛沿海地区发生的5次雷电灾害天气,研究了雷暴的闪电始发位置与微物理参数之间的关系,结果如下:(1)闪电主要始发于组合反射率大于45 dBz的强回波区,地闪的接闪位置距离主雷暴云系可达10~30 km左右。闪电始发区域组合反射率的中位数为55 dBz,液态水含量的中位数为37 kg/m²。(2)闪电始发位置的双偏振雷达水平反射率主要集中于35~45 dBz,差分反射率主要集中在1.5~2.5 dB,相关系数集中于0.97~0.99。大部分雷电始发于0℃等温线和–10℃等温线之间,位于液态水、湿霰和干霰混合相态粒子区。部分雷电过程发生于湿霰区的中上部,这种情况一般差分反射率值很大。(3)在–10~0℃等温层之间存在相关系数大值区且相态粒子为湿霰粒子,说明为过冷水区。过冷水区中极易产生大直径的霰粒,在强上升气流的作用下,大直径霰粒与冰晶碰撞从而极易发生闪电过程。     

海温观测资料的三维时空分布和偏度特征研究

利用包含Argo和WOD05的历史现场观测数据集,分析研究了全球历史海温观测的三维时宅分布特征,并对观测数据的偏度特征进行研究.研究结果表明:1)海温观测数据在全球许多海域(特别是南大洋和北冰洋)较为稀少,大多数观测集中在北欧沿海、北美的东西部沿海和西北太平洋区域以及其他少数区域;北半球观测数据明显多于南半球;2)海温具有明显的非对称性分布特征,其非正态分布和有偏现象是一个全球的普遍现象,且随着海区和深度而变化;非正态分布网格数量在任意给定的深度层次上占总网格数的比率超过80%:3)海温观测在各水平层次总体上具有正偏的特性,但在黑潮、湾流、南极绕极流等区域呈现出负偏的特征;具有正偏分布特征的区域网格数量占全球网格总数的比例随着深度的增加而增加,至600 m时达到75%左右.     

一次低槽冷锋暴雨数值模拟和诊断分析

利用常规气象观测资料、GPS可降水资料、地闪定位资料以及NCEP 1°×1°再分析格点资料,对2011年7月2—3日山东中北部地区一次低槽冷锋暴雨天气过程进行分析,进一步采用中尺度模式WRF对此次降水过程开展了高分辨率数值模拟,并对模拟资料进行了诊断分析。得到如下结果:(1)此次降水过程具有强降水持续时间短,短时降水强度大、局地性强等特点,在空间和时间上都具有明显的中尺度特征。(2)整个强降水期间,负地闪占绝对优势,负地闪出现在强对流发展的整个阶段,正地闪出现在强对流减弱消散阶段。云顶温度越低,负地闪越密集,当系统减弱,正地闪迅速增加。当云顶亮温(TBB)下降到最低值,负地闪频数达到极大值时,降雨强度也达到最大。GPS可降水量在暴雨监测和预报中具有重要作用。(3)利用模拟结果的分析显示,散度、涡度和垂直速度的分布与对流系统的发生、发展较一致。     

棉兰老流与棉兰老潜流季节内变化研究

通过分析HYCOM(HYbrid Coordinate Ocean Model)数据,得出棉兰老流(MC)位于0~800m深度,紧贴岸界,最大流速发生在次表层。棉兰老潜流(MUC)位于400m深度以下,127°E以东离岸侧,最大流速发生在1 600m深度处。MUC的流核数目在12个月的分布不尽相同,大概在1~3个,其中存在2个流核的月份最多;MUC各个流核在不同月份的核心强度有明显变化,5月份流核核心速度最大,可达10cm·s~(-1);MUC各个流核的纬向剖面面积也有明显的季节变化,2月份的剖面面积最大。从季节内变化上看,MUC与MC都存在较明显的季节内变化信号,周期在100d左右。MC的季节内变化是由海表面涡旋引起的,而MUC的季节内变化是由温跃层以下的涡旋引起的。     

超低水平液闪谱仪测定雨水、海水中的宇生核素32P和33P

本研究旨在建立用超低水平液闪谱仪测定雨水、海水中的宇生核素32P3、3P的方法.通过对液闪谱仪的主要性能与技术参数进行优化设置,对液闪谱仪的效率及能量进行刻度,建立淬灭校正曲线,探讨影响测量本底的因素,实现液闪谱仪对样品的优化测量.并通过液闪谱仪对厦门沿岸地区雨水及厦门湾海水进行测量,得到2004年3月至2005年2月雨水中32P3、3P的月平均比活度分别为0.30×10-2~3.18×10-2、0.28×10-2~3.05×10-2Bq/dm3,33P/32P)A.R.月平均值介于0.74~0.96之间,平均为0.87±0.03;厦门湾海水中32P、33P的比活度分别为1.52×10-2~4.62×10-2、1.28×10-2~3.72×10-2Bq/m3,33P/32P)A.R.为0.81~0.91.     

近年来厄尔尼诺期间北赤道流输运的年际变化

为了研究近年来厄尔尼诺期间北赤道流输运的年际变化,本文利用海洋客观分析数据MOAA GPV(Grid Point Value of the Monthly Objective Analysis)以及P-vector方法计算了北太平洋绝对地转流,探讨了2001~2013年期间厄尔尼诺与北赤道流输运之间的关系。在此期间发生的4次厄尔尼诺事件中,北赤道流输运在2002~2003、2006~2007、2009~2010年的厄尔尼诺成熟期都出现了明显的增强,但是在2004~2005年的厄尔尼诺成熟期并没有明显的增强。进一步分析发现,在2002~2003年、2006~2007年、2009~2010年的厄尔尼诺成熟期,10°N以南的热带西北太平洋区域出现了负的海面高度异常和气旋式环流异常,这主要是由热带环流区域出现的西风异常和正的Ekman抽吸通过Rossby波西传到热带西太平洋区域所致;但是在2004~2005年厄尔尼诺成熟期,海面温度异常的分布明显不同,西风异常和正的Ekman抽吸异常明显北移,导致负的海面高度异常和气旋式环流异常出现在了10°N以北的西北太平洋区域,使得北赤道流输运在2004~2005年的厄尔尼诺成熟期没有明显的增强。     

西北太平洋厄尔尼诺年与拉尼娜年的热带气旋路径对比

台风是一种破坏性极强的自然灾害,我国位于太平洋西岸,是受台风影响最严重的国家之一,因此研究西北太平洋热带气旋路径的分布规律对台风预报有着重要意义。本文利用热带气旋最佳路径数据集资料,研究了1949—2017年间厄尔尼诺年与拉尼娜年发生在西北太平洋的热带气旋的数量及路径分布规律,得出了如下的主要结论：厄尔尼诺年的热带气旋年平均产生数量要少于拉尼娜年,但发展至强度为台风及以上的热带气旋所占比例更高;厄尔尼诺年与拉尼娜年热带气旋路径的分布都主要集中在10～20°N的低纬地区,但厄尔尼诺年的热带气旋路径在菲律宾群岛东侧海域更为集中,拉尼娜年的在菲律宾群岛西侧海域更为集中;强度为台风及以上的热带气旋路径分布规律与所有强度热带气旋路径的分布规律相似,但更偏北一些,尤其在厄尔尼诺年偏北现象更为明显;热带气旋增强区域的分布与热带气旋路径的分布规律基本相同。     

南海海气界面潜热通量的分布特征及其对西南季风爆发影响的初步分析

利用1982年1月至2001年12月逐日的Re_NCEP南海海表面潜热通量资料,分析了南海夏季西南季风爆发早年和晚年潜热通量在南海的时空分布特征;并通过相关对比诊断分析了潜热通量对西南季风爆发及强度的影响,初步给出了其动力学机理。结果表明,季风爆发早、晚年的前一年冬季至初春(12~3月),南海南部(5°~13°N,100°~120°E)和北部(13°~22°N,105°~120°E)的潜热通量距平符号相反,呈现反位相,季风爆发早(晚)年,前一年冬季至次年初春,南海北部的潜热通量为正(负)距平,南海南部则为负(正)距平;在季风爆发的早年和晚年,南海潜热通量表现出明显的差异,春、夏、秋季南海潜热通量正距平持续时间短(长),季风强度偏弱(强)。南海北部的潜热通量和南海北部季风强度隔季正相关。当潜热通量为正(负)距平时,同期和滞后1~3个月的海温均为负(正)异常,加大(减小)了春季南海和周围陆地陆暖海冷的海陆温差,有利于西南季风在南海北部的早(晚)爆发,西南风异常偏强(弱)。     

黑潮延伸体区域50~100 km涡旋分布特征

本文使用基于热成风速度的涡旋识别拓展方法,通过海表面温度数据对黑潮延伸体区域50~100 km涡旋进行研究,发现50~100 km涡旋主要分布在黑潮延伸体流轴两侧,气旋涡和反气旋涡的寿命、半径分布具有一致性。气旋涡多出现在35°N以北,反气旋涡在35°N以南比较集中,与尺度较小的中尺度涡旋分布特征较为相似。冬夏两季涡旋地理分布存在一定差异,主要与不同季节该区域海表温度梯度及风应力旋度的变化有关。35°N以南50~100 km涡旋数量的季节性变化与风速大小的季节性变化存在明显的正相关性。35°N以南50~100 km涡旋三倍半径内风速异常和风应力旋度归一化表明,气旋涡对应风速负异常而反气旋涡对应风速正异常,反气旋涡的产生依赖于风应力负旋度,气旋涡的生成与风应力正旋度有关。     

海洋分层介质中雷电电流源的水平辐射电场传播特征研究

随着我国海洋战略的持续推进,海上各类固定及移动的工作平台均需进行更加有效的雷电防护。海上防雷工作中深入了解雷电电流源水平辐射电场(Er),在海洋分层介质中的传播特性则是一项十分重要的工作。本文就能够对海上设施产生较大影响的地闪进行研究,因此选取具有代表性的正地闪首次回击电流源(PS)及Nucci电流源(TLS),通过时域的方法对两种雷电电流源的水平辐射电场在由空气、海水及洋壳所组成的海洋分层介质中的传播特征进行对比分析。结果表明:(1)在海面及其以上的高度(h≥0 m),当距雷电电流源水平距离r=0 m时,两种雷电电流源产生的Er均为正值;其中PS产生的Er是随时间呈对数增加,而TLS的则随时间呈单峰正偏态分布;当r0 m时,两种雷电电流源产生的Er与r=0 m时的基本呈反位相。(2)当r=0 m,h介于0~50 m及100~500 m之间,PS于雷电发生后10μs的Er值则分别介于3.273 3×10~6~1.177 1×10~7v/m及1.035 1×10~7~1.155 3×10~7v/m之间,而TLS的Er峰值则分别为9.274 7×10~5~2.887 6×10~6v/m及2.688 7×10~6~2.854 2×10~6v/m之间。(3)当h=10 m,r介于50~500 m之间,PS于10μs的Er值则介于-1.1216×104~-7.027 9 v/m之间,而TLS的Er峰值则介于-2.478 4×10~3~1.385 9 v/m之间;当h=10 m,r=1 000 m时,TLS的Er峰值为9.482 6 v/m。(4)在海面以下(h0 m),r介于50~1 000 m之间,两种雷电电流源的Er主要为正,且随时间均呈单峰正偏态分布;当h=-5 m及-10 m时,PS与TLS的Er值于两个深度的差分别介于5~53 v/m与2~28 v/m之间。     

日照近海表层沉积物粒度特征与沉积环境

对日照近海50个表层沉积物样品进行粒度计算、多元统计分析和沉积环境动力分区,结果表明研究区沉积物类型复杂,从泥质砂质砾到泥均有分布,共11种类型。沉积物粒度组成以砂和粉砂为主,砂含量占绝对优势,多以细砂形式存在。日照港和岚山港附近的沉积物粒径细,分选较差,负偏,峰态平坦,其它区域总体上粒径粗,分选差,正偏,峰态尖锐。研究区分为3个不同的沉积环境区。1区分布在傅疃河口近岸,为河口强动力沉积区;2区分布在东部15~20m水深区域,为潮流沉积和残留沉积混合作用区;3区分布在日照港和岚山港附近海域,为潮下低能沉积区。     

山东省栖霞牙山花岗闪长岩岩石地球化学特征及成因探讨

栖霞牙山地区地处华北地台东部,对该区的似斑状花岗闪长岩体所作的岩石地球化学研究表明,该区岩石为钙碱性偏铝质岩石;微量元素MORB标准化蛛网图显示富集大离子亲石元素Ba、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、Hf、Y;K/Rb比值为295.34~388.88,Rb/Sr比值为0.21~0.29;稀土元素蛛网图表现为较平滑的具微弱负Eu异常向右陡倾的稀土元素配分模式曲线,∑LREE/∑HREE为9.14~12.22,显示轻重稀土元素分异较好。结合构造背景分析,认为牙山花岗闪长岩体为早白垩世太平洋板块向欧亚板块俯冲诱发的地幔柱活动,造成地幔底辟,引起地壳部分熔融,形成壳幔混合岩浆并进一步侵入形成。     

渤海南部辛基酚和双酚A污染状况研究

研究采用固相萃取(SPE)-气相色谱-质谱法(GC-MS)对2012年5月份渤海南部表层海水中的辛基酚(OP)和双酚A(BPA)的污染状况进行了调查。结果表明,渤海南部56个站位表层海水中OP均有检出,浓度范围1.50~20.1 ng/L,平均浓度4.17 ng/L,BPA均有检出,浓度范围1.50~275 ng/L,平均浓度34.8 ng/L。OP高浓度分布在漏油事故区Y系列和黄河口南部、莱州湾西部湾口以及SL20站位,且莱州湾湾口普遍高于湾内;BPA总体分布莱州湾沿岸站位浓度普遍较高。渤海南部表层海水中OP污染较胶州湾等水体严重,BPA浓度部分站位浓度已达到泥螺胚胎生成的4周10%效应浓度(EC10)。由此可知,渤海南部已经受到OP和BPA不同程度的污染,有可能对生物带来一定的生态风险。     

台湾浅滩中粗砂的时代与成因

本文根据台湾浅滩柱状沉积物的粒度、矿物、化学、微体古生物、~(14)C测年等项目的分析,讨论了该浅滩中粗砂的形成时代及其成因。结果表明,台湾浅滩中粗砂是20ka,B.P.前的异地物质,在10k～20ka,B.P.期间由单向海流搬运而来堆积形成的,当时的台湾浅滩处于浅海环境,其物质可能主要来自韩江河口;浅滩边缘区还可能受沿岸流影响,接受来自九龙江的物质。     

广西珍珠湾表层沉积硅藻分布特征

在广西珍珠湾16个表层沉积物站位取样并对其中硅藻进行分析,鉴定出硅藻131种,分属44属。其中Cocconeis disculus是研究区域内数量最多的硅藻种类。多元分析结果表明,珍珠湾沉积硅藻分布主要受到海水盐度的控制,其中Achnanthes spp.(主要包括A.delicatula,A.fugei,A.hauckiana和A.levanderi),Amphoraspp.(主要包括A.delicatissima,A.exigua,A.eximia,A.holsatica和A.normanii)和Nitzschia ovalis可以作为低盐度海水环境的指示种;Cocconeis disculus多集中分布于海水盐度适中的海域;Cyclotella striata/C.stylorum,Thalassiosiraspp.(主要包括T.eccentrica,T.leptopus和T.oestrupii)和Thalassionema nitzschioides则可以很好地指示高盐度环境。陆上淡水河流对珍珠湾表层沉积硅藻组合的影响不大,人类活动则是沿岸淡水硅藻种类繁多的主要原因。珍珠湾16个表层沉积站位可划分为3个硅藻分布区,分别对应高低不同的海水盐度,与实际站位地理环境条件基本一致。     

盐度对香港巨牡蛎♀×葡萄牙牡蛎♂杂交子代早期杂种优势的影响

本研究以香港巨牡蛎(Crassostrea hongkongensis)自繁组HH(H♀×H♂)、葡萄牙牡蛎(C.angulata)自繁组AA(A♀×A♂)和杂交组HA(H♀×A♂)为研究对象,采用盐度骤变法研究盐度为10、15、20、25、30、35下杂交子代的早期表型性状和杂种优势。研究表明,H♀与A♂只能单向受精;盐度10条件下,各组均无法受精;HA、AA、HH的适宜卵裂盐度分别为20~35、25~35、20~30,适宜孵化盐度分别为15~30、20~30、15~25。在卵裂阶段,杂交受精卵均产生不同程度的杂种劣势(H0),杂种劣势最小为-10.168%,最大为-39.836%;在孵化阶段,杂交受精卵均存在一定的杂种优势(H0),杂种优势最小为5.665%,最大可达137.413%。存活方面,在盐度10、15、35时HA、AA、HH的存活率迅速下降并于10日内全部死亡,HA在盐度20、25、30组存活至实验结束,HH、AA仅有2组存活,分别为盐度20、25组和25、30组,HA在盐度20和25时表现出一定的存活优势(H0),分别为107.186%和7.775%。生长方面,HA在盐度20、25、30组于第4日均表现为显著的杂种劣势(H0、hp-1),于第10日盐度20组表现出杂种优势,第16日盐度25和30组表现为杂种优势。总体上,随着实验的进行杂交子代逐渐表现出生长优势,这表明杂交子代具有一定的生长潜力。     

高频地波雷达观测的苏北辐射沙洲南部海域夏季表层海流特征

本文利用高频地波雷达获得的江苏如东海域大范围长期海流观测资料对苏北辐射沙洲南部烂沙洋海域夏季表层海流特征进行了分析。分析结果表明:研究海域表层海流靠近近岸一侧为往复流,流向总体上呈西北-东南向,靠近外海一侧为旋转流;海域潮流动力较为强劲,夏季表层海流实测最大流速达1.47 m/s,涨潮平均流速介于0.44~0.55 m/s,落潮平均流速介于0.38~0.52 m/s,海域西北部区域涨落潮平均流速明显大于其他区域;表层潮流为正规半日潮流,M₂分潮为最主要分潮,其潮流椭圆长轴范围为0.57~0.71 m/s,远大于其他分潮,其次为S₂分潮;该海域夏季表层余流呈现近岸大离岸小的分布趋势,余流流向基本指向近岸方向,从离岸到近岸余流流向呈现逆时针偏转。