有云环境下MODIS亮温资料的变分同化Ⅰ——方案设计与理想试验

云对红外辐射传输过程有十分重要的影响,在资料同化过程中考虑云的作用,不仅可以改进大气参数的同化效果,还可以利用红外资料调整部分云参数,减小云参数的初始误差。在GRAPES-3DVAR（Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System,全球/区域同化预报系统）基础上,增加云水含量、云冰水含量和云量作为同化系统控制变量,针对晴空、部分有云和完全有云等环境对MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,即中分辨成像光谱仪）的16个气象通道亮温进行了同化理想试验,结果表明当背景场模拟的亮温低于观测亮温时,分析场通过增温、减湿、减少云水含量、云冰水含量、云量可以达到升高模拟亮温的目的;反之可以降低模拟亮温;晴空环境下对温度、比湿的调整符合MODIS仪器的设计特点;有云环境下对云层以下的影响减弱。理想试验证实了在红外辐射资料同化过程中将云参数和大气参数同时作为同化系统控制变量,可以利用红外资料调整云参数和常规气象要素场,提高资料的利用率。     

EXPERIMENTS ON ASSIMILATION OF INITIAL VALUES IN NUMERICAL PREDICTION OF A WARM-SECTOR PRECIPITATION IN SOUTH CHINA

In order to understand the impact of initial conditions upon prediction accuracy of short-term forecast and nowcast of precipitation in South China, four experiments i.e. a control, an assimilation of conventional sounding and surface data, testing with nudging rainwater data and the assimilation of radar-derived radial wind, are respectively conducted to simulate a case of warm-sector heavy rainfall that occurred over South China, by using the GRAPES_MESO model. The results show that (1) assimilating conventional surface and sounding observations helps improve the 24-h rainfall forecast in both the area and order of magnitude; (2) nudging rainwater contributes to a significant improvement of nowcast, and (3) the assimilation of radar-derived radial winds distinctly improves the 24-h rainfall forecast in both the area and order of magnitude. These results serve as significant technical reference for the study on short-term forecast and nowcast of precipitation over South China in the future.     

贺兰山—桌子山地区石炭—二叠系陆表海高精度层序地层模拟与聚煤分析

层序地层学的研究不断从盆地规模的层序地层格架和体系域分析向高精度的、微相规模的层序地层分析的方向深化。精细的野外和钻井资料分析表明,贺兰山—桌子山地区的太原组—山西组可划为3个三级层序、6~8个四级层序及20多个准层序。四级层序界面一般是下切的分流河道、潮—河混合水道、近端河口坝或滨面沉积的底部冲刷面,海进初期发育的煤层底界以及盆地方向低水位三角洲前缘底超面等,可以在大范围内追踪,其识别和划分是建立高精度层序地层格架的关键。应用层序地层模拟系统(SSMS)可揭示海平面变化、构造沉降等对层序形成过程的控制。模拟分析表明,对称和不对称的相对海平面变化产生的层序结构存在明显的差异,快速上升后缓慢下降的海平面变化过程可解释区内四级层序的结构特征和聚煤规律。四级层序高水位晚期至海进的转换期有利于形成广泛分布的煤层。     

不同粒级土壤中镉铅汞的吸附特性

将3种不同质地的土壤样品分为3种不同的粒级:自然状态、砂粒和粉黏粒,分别研究了这3种不同土壤在3种不同粒级时对镉、铅、汞的吸附特点。结果表明,镉、铅在粉黏粒土壤中的吸附大于在自然土壤和砂粒土壤中的吸附,而汞却表现出相反的结果,其在砂粒土壤中的吸附远远大于在粉黏粒土壤和自然土壤中的吸附。3种不同质地的土壤对镉、铅、汞的吸附与分粒级土壤的吸附表现出了相似的吸附特性。同时,镉在3种不同土壤不同粒级中的吸附符合Langmuir方程,铅在3种不同土壤不同粒级中的吸附符合Henry方程,而汞在3种不同土壤不同粒级中的吸附符合Freundlich方程。     

大学城(TCGIS)系统特点与功能分析

随着高等教育事业的蓬勃发展,各地大学城纷纷涌现,大学城是一种人口密度高、动态变化频繁、结构较为独特的一种地域现象;涌现的同时出现了许多问题--大学城内各个学校之间难以协调,多种事务得不到有效管理, 各种资源不能得到有效使用。首先提出建立适合大学城综合管理的大学城地理信息系统(TCGIS)的概念,同时介绍 TCGIS系统的开发环境,在此基础上总结TCGIS系统的特色与实现中的关键技术,然后对TCGIS系统作总体设计和功能分析,为管理者提供高效管理的科学方法与模式。     

自然伽玛及自然伽玛能谱测井在沉积盆地古环境反演中的应用

对山东东营凹陷牛38井古近系沙河街组三段的自然伽玛和自然伽玛能谱测井的初步实验研究表明,在比较稳定的还原性古环境中,能谱测井中的铀（U）含量和钍、铀含量比(Th/U),能作为古环境研究的重要指示参数,而伽玛总量则不然．U及Th/U与有机碳含量（co）存在良好相关性,在比较安静、还原性的古环境中（有机碳含量大于4．0%时）,两参数具有较强的应用性,而随着古环境的开放性及动荡性增强,其应用能力减弱．     

拉压分散型锚索锚固机制及工程应用研究

近年来,结合拉力型、压力型以及荷载分散型锚索特点于一体的拉压分散型锚索在工程中有一定的应用,但内锚固段锚固机制以及设计方法研究尚不成熟。基于Kelvin解,分别推导拉力分散型锚索和压力分散型锚索的内锚固段与周围岩土体之间的剪应力解析解,再根据叠加原理得到了拉压分散型锚索内锚固段剪应力简化计算方法;基于理论成果将拉压分散型锚索应用于工程实例中,分别进行了拉压分散型锚索的基本性能试验及与拉力分散型锚索的预应力损失对比测试。通过算例分析结果表明,单元锚固体的两端剪应力较大,中间较小,剪应力的分布特征与现有文献资料模型试验及数值模拟结果相吻合;根据锚索的基本性能试验结果,按照本文计算方法得到了压力段和拉力段剪应力峰值强度,与已有的研究成果根据岩石单轴抗压强度得到的压力型和拉力型锚杆锚固段剪应力峰值强度结果基本吻合;经对锚索预应力损失测试结果分析及工程的长期监测,拉压分散型锚索在工程应用中荷载传递稳定可靠,工程应用效果良好。     

汉江上游庹家湾剖面化学风化特征及其意义

通过对庹家湾黄土剖面元素的分析,揭示汉江上游地区黄土中常量元素的地球化学行为及对气候变化的响应。用X-Ray荧光光谱仪、MS-2型磁化率仪分别测量了庹家湾剖面元素含量及磁化率值,实验结果显示:庹家湾剖面的风成黄土化学成分以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,三者含量分别为355.83 g/kg、79.62 g/kg、62.64 g/kg;以Ti为参比,Na、Ca、Mg、Si、K表现为迁移淋失,Fe、Al元素相对富集,元素的活动性及其迁移序列为Na > Ca > Mg > Si > K > Al > Fe;Fe和Al元素含量曲线及CIA曲线在228~260 cm（L₁~S₁）和294~370 cm（L₁~S₂）深度处出现明显的峰值,并与磁化率曲线呈现出高度一致性,指示该层化学风化程度明显高于典型黄土,接近于古土壤（S₀）,OSL年龄在27.5~21.5 ka B.P.之间。庹家湾剖面常量元素在剖面的变化,表明在汉江上游地区晚更新世末期的气候并非是持续干燥寒冷,而是存在一定的气候波动,在27.5~21.5 ka B.P.期间风化成壤作用较为明显,气候相对温暖湿润。     

旋挖钻机碎岩计算方式的分析探讨

结合外载碎岩基本现象,对旋挖碎岩基本过程进行分析,得出其在回转钻进情况下的螺旋破碎的碎岩形式。然后根据岩石破碎时的压入条件,以单个截齿为研究模型,得出轴向压力的理论计算公式,继而参考库伦纳维的内摩擦理论,得出了切削力的理论计算公式。根据不同钻具形式,将单个截齿的计算公式扩展,得到了旋挖钻机压力和扭矩参数的计算公式。将轴向力与切削力计算公式中在特定工况下的影响因子简化,得出了旋挖钻机钻进过程中进尺速度与切削力的理论关系。最后利用LS-DYNA动态分析软件模拟了单个截齿在不同侵深条件下的切削力变化曲线,并将曲线与同等工况下理论计算的曲线进行对比,得出单个截齿的入岩参数理论计算公式。可为入岩旋挖钻机设计提供参考。     

欧龙布鲁克地块西北缘青海冷湖北片麻状花岗闪长岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义

欧龙布鲁克地块西北缘青海冷湖北片麻状花岗闪长岩SiO_2、MgO含量较低,Al_2O_3、Na_2O、CaO含量较高,铝饱和指数(ASI)为0.79~0.92,属高钾钙碱性系列。球粒陨石标准化稀土元素配分曲线表现为轻稀土元素富集型,轻、重稀土元素分馏明显,Eu呈弱的负异常(δEu=0.82~0.90)。微量元素地球化学特征显示,岩石富集大离子亲石元素Rb、Th和U,弱亏损高场强元素Nb、Ta、Zr等,显示出与板块俯冲作用有关的造山带岩浆岩的特征。青海冷湖北片麻状花岗闪长岩为角闪岩相压力条件下变玄武质岩石部分熔融的产物。LA-ICP-MS锆石206Pb/238Pb年龄为470.2±1.2Ma(n=19,MSWD=0.68),代表片麻状花岗闪长岩的成岩年龄。结合区域地质演化特征认为,该岩体形成于火山弧构造环境,是早奥陶世北阿尔金洋壳向欧龙布鲁克地块俯冲作用的地质记录。