基于主成分分析的矿井突水水源Bayes判别模型

矿井突水严重威胁矿区安全生产,快速准确地判别突水水源,对有效防治矿井突水灾害有重大意义。根据鹤壁矿区6个主要含水层水化学成分的差异性,选取了Ca2+、Mg2+、Na++K+、CO2-3、HCO-3、Cl-、SO2-47个指标作为突水水源判别的评价因子,并选用鹤壁矿区294个水样作为学习样本,以Matlab为平台,先采用主成分分析法提炼出三个主成分Z1、Z2和Z3。然后把这3种主成分的值作为贝叶斯判别指标,建立了鹤壁矿区突水水源判别模型。利用该模型对鹤壁矿区随机选取22个突水水样进行水源判别,判别正确19个,错误3个,精度达到86%。判别错误的原因,主要是因为有的含水层水化学类型相似或者几个含水层之间存在一定的水力联系。研究结果表明,基于主成分分析的矿井突水水源Bayes判别模型能够满足矿井生产要求,可为防治水工作提供决策依据。     

东海陆架盆地南部及邻近陆域中生代地层格架对比

在大量收集东海陆架盆地南部海域和邻近浙闽陆域中生界露头、钻井和地震资料的基础上,按由陆及海的思路,从构造、地层和沉积等方面入手,对海域和陆域中生界进行了划分及对比,探讨了这一区域的中生代地层格架和盆地类型,初步建立了东海陆架盆地南部及邻区中生代地层格架对比关系。东海陆架盆地南部中生代地层格架的厘定具有重要的理论和油气勘探实际意义。     

基于雷达资料的定量降水预报外推算法试验

摘要：目前贵州在短时临近降水预报客观算法方面研究匮乏,而短时强降水常常给贵州造成严重的洪涝灾害和地质灾害。将短时临近降水预报应用于气象防灾减灾、电网输电线路安全预警、水利防洪自动化方面是未来重要的研究应用方向。本文基于灾害天气短时临近系统（Severe Weather Automatic Nowcast System,SWAN）的定量降水预报(QPF)产品进行0～2小时QPF外推试验研究。利用贵州省地面自动站数据、SWAN 输出的1h-QPF产品、SWAN 1h定量降水估测(QPE)产品。选取2018年3次典型暴雨个例进行试验,采用融合订正技术,利用相似离度算法对降水强度位相进行调整、Weibull分布算法对降水极值分布进行订正、改进后的交叉相关法(Improved Cross-correlation Extrapolation Method,COTREC)进行降水外推预报。通过主客观检验对比,初步说明基于Weibull分布算法的降水极值订正对降水极值分布有很好的模拟效果。融合订正外推的贵州省短时临近定量降水预报产品（Nowcasting precipitation forecast of GuiZhou,下文简写为GZ_NPF）在大于5mm以上量级降水的TS检验中评分更高。GZ_NPF的空报率明显降低,但空报率降低的代价是漏报率相对提高。GZ_NPF总的相对误差减小,格点总降水量与实况总降水量更为接近。试验说明新的融合订正外推算法提高了0～2h短时临近降水的预报能力。     

对流尺度集合预报中模式地形扰动对其预报技巧的影响研究

基于ARPS3DVAR+WRF（Advanced Regional Prediction and 3-dimensional variational System）快速同化模式对西南地区近几年发生的4次强降水过程进行模拟试验,对12 h降水预报结果采用升尺度方法,计算邻域平均预报、站点概率预报,最终形成邻域概率预报,并细致分析了这三种预报的特点与效果,讨论了升尺度窗区尺度给不同量级降水带来的影响,最后结合AROC评分与邻域空间检验FSS讨论业务概率预报应用的最佳尺度。结果表明：升尺度邻域平均预报在小雨与大暴雨量级降水上表现不稳定,对中雨的预报提高不明显,但是对大雨与暴雨预报有较好的改善效果;站点概率预报具有一定的误导性,而邻域概率预报可以弥补其缺憾,越高分辨率的模式有更多的降水样本,在降水不确定性上能给出更好的概率分级信息;相对邻域平均的升尺度预报TS检验结果,基于邻域概率的FSS和AROC分析有更好的预报技巧指导意义;36 km升尺度窗区既能消除一定程度的强降水预报不确定性,同时也可以保留适当的对流尺度特征,为最佳升尺度窗区。

     

干侵入对我国东部一次强飑线过程的作用分析

利用常规观测资料、地面加密观测资料和多普勒雷达等多种资料,分析2018年5月27日广西飑线过程的天气背景、环境条件、发展机制及大风的成因,结果表明：500 hPa冷舌叠加低层暖脊建立了较强的层结不稳定结构,同时环境具有较大的对流有效位能,为飑线的生成和发展提供有利的环境条件;广西沿海中尺度辐合线是导致此次飑线系统初始对流形成的触发机制;飑线低层暖湿入流到风暴顶形成辐散,中层后侧干冷空气入流使得飑线内下沉气流加强,下沉气流出流在风暴前侧形成辐合,触发新的对流,以及入流和出流错开形成飑线系统的自组织结构,使得飑线在弱垂直风切变条件下发展维持;近地面冷池的合并加强,造成的冷池密度流是大风形成的主要原因。

     

基于有效雨量的鹰厦铁路降雨诱发滑坡预警预报概率模型

大气降雨是造成铁路滑坡的重要诱因。文章以浅层滑坡SHALSTAB模型为基础,以鹰厦铁路为研究区域,研究了降雨诱发铁路滑坡的机理,进一步分析滑坡与有效雨量的关系。结合滑坡概率预报模型,计算鹰厦铁路降雨诱发滑坡临界雨量,并对研究区的滑坡灾害危险性进行了预警分级。     

太湖北岸太阳辐射的影响因子研究

利用2007—2021年上海莘庄太阳能辐射仪（型号：EKO-MS6020）接收到的逐月最大太阳辐射（MSR）资料,以水平0°角辐射仪观测值为参考,分析了0°—25°不同仰角观测的MSR差异,评估了台站观测、欧洲中期天气预报中心（ECMWF）大气再分析（ERA5）资料与太阳能辐射仪观测辐射的差别。在此基础上,讨论了MSR与天气要素的关系及发生的环流背景和天气尺度演变特征。结果显示,上海莘庄的MSR季节波动范围为800—1300 W/m²,峰值和谷值分别出现在5月和12月。观测的最大MSR值接近太阳常数,年际变化幅度约200 W/m²。相对于0°角观测,当太阳能板倾角为5°—20°时,平均每个月MSR可多获得50—250 W/m²辐射,最佳倾角为20°。ERA5相对于观测MSR存在明显低估,年平均低估约200 W/m²。虽然两者的季节变化相关系数高达0.88,但是在空间和时间上存在显著差异,年际变化相关并不显著。针对与MSR时间相差小于3 d的大气环流背景合成,春、夏、秋、冬四季的环流结构存在差异,但总体来看,偏北风加强、云量偏少、温度偏高的天气过程有利于MSR出现。

     

澳大利亚依亚瓦拉澙湖的沉积和整治

依亚瓦拉半封闭澙湖是澳大利亚西南侧最著名的海岸澙湖,是全新世海侵以来残留的濒危脆弱地貌。湖面约35 km2,流域面积达270 km2,长期沉积速率不足1 mm/a,短期沉积速率约5~6 mm/a。近几十年来,由于受陆源泥沙淤积和工矿重金属污染,澙湖正处于快速退化阶段。当局采取以疏为主的多项整治措施,隔绝陆沙入湖、浚深湖底、加固湖岸、杜绝圈湖养殖、扩宽潮道,缩短了海、湖水交换的时间,目前已变成湖水清澈、鱼虾洄游的旅游圣地。该整治经验可为我国海岸澙湖研究提供借鉴。     

北黄海盆地东部坳陷火成岩地震相识别与分布预测

北黄海盆地东部坳陷火成岩分布复杂并具有多期性,直接影响了油气成藏作用,然而目前对其空间分布尚缺乏深入认识,制约着该区勘探开发的部署。利用全三维地震资料,根据地震反射特征识别出了不同类型的火成岩地震相模式,并对其不同特征进行了分析,通过地震相识别进行平面追踪,结合时间切片三维地震技术及属性分析对火成岩分布进行了预测。结果表明,北黄海盆地东部坳陷主要发育柱状、尖峰状、蘑菇状和丘状4种火成岩反射地震相;研究区火成岩分区性较明显,主要发育3处火成岩体,分别位于东部隆起剥蚀区、坳陷中部和坳陷的西北部。