印度洋偶极子对西太平洋暖池降水稳定同位素的影响

西太平洋暖池（暖池）是全球最重要的热源和水汽源区,其变化通过大气遥相关强烈影响全球不同地区的水文气候。暖池区的降水同位素组成及其影响机制对该地区的水文气候研究具有重要意义,但目前鲜有这方面的研究。文章结合降水同位素观测数据与IsoGSM模式,分析了印度洋偶极子（IOD）对暖池区降水δ¹⁸O的影响。结果表明,在IOD正位相期间,暖池区表层海水温度（SST）距平降低,抑制了该地区的对流活动,同时,增强的印度洋东西SST梯度导致反常的赤道东风距平和减弱的印度洋沃克环流,这二者均使得暖池区降水量下降（降水量效应减弱）,降水δ¹⁸O升高;而在IOD负位相期间,情况则相反。降水同位素对IOD的这种响应也体现在暖池区高分辨的珊瑚δ¹⁸O记录上,表明暖池区降水同位素变化主要受控于IOD所导致的降水量变化（雨量效应）。在全球变暖的背景下,IOD呈增强的趋势,暖池区降水和珊瑚记录中的氧同位素值在21世纪也可能会呈增长的趋势。

     

春季热带海温与北疆夏季极端降水的关系研究

基于1961—2017年北疆47站夏季逐日降水资料、NOAA海温资料和NCEP/NCAR再分析资料,利用90%分位确定北疆夏季单站降水阈值,得出极端降水量,讨论了春季热带海温与北疆夏季极端降水的关系。结果表明：北疆夏季极端降水和春季热带印度洋（20° S~15° N,50°~110° E）及赤道东太平洋（15° S~15° N,90°~180° W）海温呈正相关,两个关键区春季热带海温异常偏暖时,北疆夏季极端降水偏多,仅春季热带印度洋关键区海温异常偏暖时,北疆西北地区夏季极端降水偏多。当春季热带印度洋和赤道东太平洋关键区海温同时异常偏暖时,200 hPa西风急流轴明显偏南,500 hPa西西伯利亚和中亚地区低值系统活跃,南方路径输送的水汽增加,有利于北疆夏季极端降水的发生;仅春季热带印度洋关键区海温异常偏暖时,200 hPa西风急流强度增强,500 hPa西西伯利亚地区低值系统活跃,配合偏东路径的水汽输送,北疆西北地区夏季极端降水偏多。     

降水临近预报及其在水文预报中的应用研究进展

随着全球气候变化、自然变迁及陆表生境改变,极端天气频发且呈现出多尺度时空变异特征,对其进行预报和预警一直是气象水文领域关注的焦点。临近预报可较准确地预报未来短时间天气显著变化,是当前预报强降水等极端事件的主要手段。从基于天气雷达0～3 h外推临近预报、融合数值模式0～6 h临近预报的发展历程梳理了临近预报的研究进展,阐述了雷达外推算法的发展进程、雷达外推预报与数值模式预报融合技术进展,指出"取长补短"的0～6 h融合预报在提高降水预报精度、延长降水预见期等多方面有较大的发展潜力,进一步探寻及提升融合技术是未来融合预报发展的核心。将临近预报以气象水文耦合的方式引入水文预报是从源头提高水文预报精度、保障水文预报效果的主要途径,总结了现阶段主流耦合方式、空间尺度匹配技术、水文模型不确定等陆气耦合中的关键问题,阐述了外推临近预报、融合临近预报作为水文预报输入的研究进展,明确了融合临近预报在延长洪水预见期、提高洪水预报精度中存在优势,并讨论了未来的研究重点及发展方向。     

真空井点降水试验分析与数值模拟

基于某真空井点降水综合试验,建立了三维地下水流数值模拟模型,将模型模拟预测数据与试验观测数据进行对比,研究真空负压和井点间距对真空井点降水效果的影响,得出了真空井点周围渗流场的变化性状,提出了真空井点周围真空及重力场耦合区、耦合场与重力场过渡区和重力场区3个区的概念。得出了不同负压在不同井点深度条件下对地下水渗流场的影响变化。对比结果表明,建立的真空井点降水模拟分析方法,能够较好的模拟真空井点周围观测井水位与出水量的相关关系;分析方法可用于真空井点降水试验分析,且为真空井点降水设计提供了依据。     

超强台风Saomai(0608)加强成因分析及 海温影响的数值试验研究*

以严重影响我国的2006年8号超强台风Saomai为研究对象,首先从大尺度环流特征和物理量场对其登陆前强度不断加强成因作诊断分析,指出台风加强与副高的加强和南落、低空持续加强的水汽输送、高空流出气流的强辐散、台风移向垂直切变小值区和暖洋面密切相关。然后,利用中尺度数值模式MM5分析了海温高低对台风强度变化的影响,试验结果表明台风强度对海温十分敏感,海温改变可以引起台风强度的迅速变化,海温降低2℃将使台风最终减弱19hPa。边界层通量的分析表明,海温变化对台风强度的影响中潜热通量的作用是主要的,而感热输送的作用较小。就海温变化是否引起诸多台风强度影响因子分析发现,高海温使台风区域低空气旋式环流和高层辐散流出加强,导致低空更多的水汽向该区辐合,暖海面上空潮湿空气的辐合上升释放大量的凝结潜热为台风的发展加强提供了更多的水汽和能量。对比试验还表明,正位涡向下输送预示着台风将快速加强。另外,本次试验中海温变化对台风移动路径影响不明显, 因而对环境风的垂直切变影响较小。     

降水效果的数值分析和设计优化研究

降水在各类工程中使用的越来越多,已形成了一套设计和施工方法,但其降水效果分析却少有人研究。针对某露天煤矿开挖中的降水疏干工程,开展了大规模的数值模拟研究。在掌握水文地质条件的基础上,通过Modflow建立了较合理的数值模型,对不同工况的降水效果进行了详细的分析,实际计算表明,加井时间、调整单井抽水量、井的数目、井的排列以及它们的相互作用对降水效果有很大影响。分批次、分时段、优化井排列和调整单井抽水量是提高降水效果的设计措施和优化设计的重要影响因素,这些因素的作用规律将为降水设计和施工以及实际工程效果提供重要理论依据。     

考虑降水预报的三峡入库洪水集合概率预报方法比较

为了考虑预见期内降水预报的不确定性对洪水预报的影响,采用中国气象局、美国环境预测中心和欧洲中期天气预报中心的TIGGE(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)降水预报数据驱动GR4J水文模型,开展三峡入库洪水集合概率预报,分析比较BMA、Copula-BMA、EMOS、M-BMA 4种统计后处理方法的有效性。结果表明:4种统计后处理方法均能提供一个合理可靠的预报置信区间;其期望值预报精度相较于确定性预报有所提高,尤其是水量误差显著减小;M-BMA方法概率预报效果最佳,它能够考虑预报分布的异方差性,不需要进行正态变换,结构简单,应用灵活。     

末次盛冰期西太平洋海温差异对亚洲夏季风影响的数值模拟

文章利用Zhao等的模拟结果,进一步研究了在末次盛冰期(LGM)情景下汪品先和CLIMAP两种重建海洋表面温度(SST)资料差异对亚洲夏季风的影响。模拟结果表明:在LGM情景下西太平洋海域SST资料的不同对模拟的亚洲夏季风有着十分重要的作用。夏季,与CLGM方案相比,在WLGM方案中,当热带西太平洋SST较暖时,印度地区的大气热量出现显著增加,大气热量的这种变化,使得南非高压、南印度洋经向Hadley环流加强,伴随着索马里越赤道气流加强,也导致了印度季风区纬向季风环流的加强,从而造成了印度夏季风增强、降水增多;与较暖的热带西太平洋相对应,澳大利亚高压和120°E附近越赤道气流减弱,东亚季风区20°N以南经向季风环流加强、20°N以北经向季风环流减弱,指示着一个强的南海夏季风和较弱东亚副热带大陆夏季风。     

西风与季风扰动对黑河流域降水影响的数值模拟

利用中尺度天气模式WRF V2.2进行了两组风场的敏感性试验,分别模拟了西风与季风变化对黑河流域降水的影响.通过对大气环流、水汽输送、水汽辐合以及垂直上升运动的分析得出以下结论:西风与季风对黑河流域降水的影响方式不同,西风带直接作用于黑河流域,影响其降水,而季风则是通过对西风的调整间接影响黑河流域降水;西风与季风变化对黑河流域降水的影响范围不同,西风增强后,黑河流域南部山区降水落区西移,降水增加,最大值中心偏西北;季风增强后,黑河流域南部山区降水落区向东南移,降水增加,最大值中心偏东南.与其它量相比,黑河流域降水与垂直速度的对应关系最好.     

基于贝叶斯模式平均的大渡河流域集合降水概率预报研究

基于TIGGE数据的五个单中心集合预报结果(CMA、CMC、ECMWF、NCEP、UKMO)构成的多中心超级集合预报系统的降水量预报,以及相应时段的实测降水量值,应用贝叶斯模式平均法(Bayesian Model Averaging,BMA)建立大渡河流域的BMA概率预报模型。通过CRPS、MAE、BS三种评价指标,对大渡河流域的BMA降水概率预报模型进行评价与检验,三种指标均显示BMA降水概率预报比原始集合预报具有更高的准确性,其中BMA模型的CRPS和MAE指标均值分别相比原始集合预报减少了31.6%和23.9%;分析模型权重参数,得出ECMWF对大渡河流域BMA降水预报贡献最大,即ECMWF对研究区域降水预报效果最好;模型对大渡河流域极端降水预报效果较差,常低估极端降水量。     

中国近海生态系统动力学研究进展

全球海洋生态系统动力学是全球变化和海洋可持续科学研究领域的重要内容,当今海洋科学最为活跃的国际前沿研究领域之一。以国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“东、黄海生态系统动力学与生物资源可持续利用(1999—2004)”的研究成果为主,介绍中国近海生态系统动力学研究进展及其发展趋势。     

大洋多金属结核研究概况

从多金属结核的分布及富集规律、物质成分、内部结构、形成机制等方面论述了目前国内外的一些研究动态,对目前在这一研究领域提出的一些新概念、新方法作了一定的介绍.在分析和总结前人研究成果的基础上,指出了在这一研究领域还存在的一些问题及今后研究的方向.     

东北印度洋深海记录基本特征及其对青藏高原隆升的响应

本文在综合东北印度洋域5支深海钻芯和7支活塞柱状芯资料的基础上,对该区沉积作用及其形成的记录与北部山脉和高原隆升的关系进行讨论.过去有关深海记录对造山带构造活动响应的研究多集中于孟加拉浊积扇,而90°E海岭的远洋沉积记录通过海气相互作用系统作为中介,可能包含响应隆升的重大环境信号.初步研究表明,远洋记录中的碳酸盐含量、有孔虫的形态结构和若干微量元素特征的剧变期与已知的高原构造阶段存在密切的对应关系,其中,距今8Ma、3.7Ma、0.8Ma和0.16Ma所反映的变化尤为突出.     

地质构造变形数值模拟研究的原理、方法及相关进展

地质构造变形数值模拟实验研究是遵循自然科学规律,依据数学、物理学、化学等学科中已为人们认识的规律为原理;依靠计算机先进的综合处理系统;以固体地球科学资料为基础所构建的地质模型为实验研究本体。因而,地质构造变形数值模拟是采用数学物理方法对相关地质学问题的科学描述,并采用理论分析和数值模拟实验方法,对所描述的相关地质学过程进行定量化求解。由于数值模拟可以综合利用其它学科的研究成果,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,为定量化地解决一些复杂的地质学问题,提供有效的分析工具,已经引起了国内外地学界的重视和深入研究。数值模拟实验研究方法的发展,将极大地促进我国地学界从采用了多年的传统的描述性研究方法向科学的定量化研究方法的转变。     

基于三轴试验确定邓肯-张模型参数的一种数据处理方法

邓肯-张非线性模型已经被广泛的应用与工程实践的应力-应变数值模拟分析中。邓肯-张模型具体有K、n、Rf、c、等材料参数。本文基于杭州湾地区海相软土多组土样的三轴剪切试验数据,来确定邓肯-张模型参数。发现一些参数的离散性太大,这使得参数的数值选取比较困难,进而会影响模型在工程实践中的应用,而究其原因主要破坏比Rf的取值变化引起的。这里提出了一种针对邓肯-张模型参数离散性较大的数据处理方法,即假定破坏破坏比Rf为一定值,进而来求取其他离散性较大的参数。这种数据处理方法既可以简化模型计算,又可以提高模型计算的效率和精确度。     

澜沧江某水电站右坝肩工程边坡倾倒变形问题的数值 模拟研究

澜沧江某水电站处于青藏高原东部边缘地带,属于高山峡谷地形地貌,高地应力环境,岩体卸荷裂隙很发育,使得倾倒变形和岩体质量、断裂活动及地震构造一样成为影响工程边坡岩体稳定的主要因素。针对工程边坡的大变形问题可采用离散元的数值模拟分析方法。通过建立理论开挖和工程边坡开挖离散元模型,可分别得出倾倒变形破坏机理发展过程为初期弱倾倒变形岩体的层内剪切错动、强倾倒变形岩体的层内拉张变形、强倾倒变形岩体的切层张-剪破裂及极强倾倒破裂岩体的折断张裂(坠覆)破裂和工程边坡的变形范围、确定开挖面及加固方式等。通过工程边坡模型的计算结果和现场地质调查成果的比较表明,计算结果和实际情况基本吻合。     

关于滑坡预报问题

边坡观测点位移-时间曲线出现变陡段作为滑坡预报的判据是不充分的。还有一些判据也是不充分的。本文对这些观点从经验和理论上作了阐述。     

近千年中国东部夏季降水的模拟研究

利用ECHO­G海气耦合气候模式模拟的中国东部过去近1000年的降水资料,通过经验正交函数分解方法得到了中国东部夏季降水分布的主要空间型态： 华北和华南地区与长江中下游地区反位相,即华北和华南地区降水多(少)时长江中下游地区降水少(多)。对31年滑动平均后3种空间分布型的时间系数进行Morlet小波分析和功率谱分析发现,3个地区均存在准60年的年代际振荡周期,长江中下游和华南地区均存在准200年的百年际振荡周期,华南地区还存在120年和80年的变化周期。全球海温场与3个地区夏季降水31年滑动平均后的相关分析表明,在40°～70°S,170°～60°W海域海温与华北和长江中下游地区夏季降水负相关,与华南地区夏季降水正相关除该区外的南北半球(30°～60°)中高纬海域海温与华北和长江中下游地区夏季降水正相关、与华南地区夏季降水负相关,说明在年代际和百年际时间尺度上,中高纬海域海温是影响长江中下游地区和华南地区夏季降水反相的主要因子之一。最后通过对太阳常数、火山活动等外强迫因子与中国东部夏季降水的功率谱分析发现： 中国东部夏季降水的年代际与百年际变化周期大都与外强迫因子的变化周期一致,说明外强迫因子,尤其是太阳常数和火山活动的变化是影响中国东部夏季降水年代际和百年际振荡的主要原因。