基于4D-VAR的动态非对称台风初值化方法试验研究

经典BDA台风初值化方案中台风模型为一个不能充分反映个别台风具体特征的轴对称海平面涡旋场,且在同化窗口内强迫发展着的台风向这个静止涡旋场适应。本文针对该特点,提出一种充分融合分析场信息和实况信息并考虑副高影响的非对称台风Bogus方法,利用PSU/NCAR的MM5模式及其伴随模式,通过四维变分同化(4D-VAR)技术,建立动态非对称BDA方案,对多个不同时次的Bogus资料进行同化。通过对夏季受副热带高压影响较大的6个台风的数值模拟试验对比发现,新方案的路径模拟普遍优于经典方案,且对于经典方案没能改善路径模拟的时段,新方法的模拟效果却能得以改进;新方法模拟的强度普遍弱于经典方案,但这种趋势使得新方法的中后期模拟强度较经典方案更接近于实况。另外,当实况中台风强度已大为减弱时,同化试验模拟的台风仍然保持很强的强度,造成气旋的过度发展,这种情况对BDA方案模拟效果的限制作用还需进一步研究。     

基于GIS的地质灾害气象预警系统研究

利用精细化的气象监测预测手段,应用先进的GIS技术、数据库技术和计算机编程技术,开发了一个基于GIS、空间分辨率可达1km ×1km的地质灾害气象预警系统,实现了地质灾害预报产品的制作、发布、服务的自动化.2006年和2007年汛期业务使用效果表明该系统运行稳定,有较强的预报能力,准确的捕获了2006年、2007年汛期发生在山西省境内的9次气象因素地质灾害,收到了良好的社会和经济效益.     

Morphological and toxicity characteristics of Pseudo-nitzschia pungens strain PP0201-01 isolated from the East China Sea

The morphology and toxicity of Pseudo-nitzschia strain PP0201-01, isolated near the estuary of Changjiang （Yangtze） River in Year 2002 and tentatively identified as Pseudo-nitzschia pungens, were studied. The strain was identified morphologically as P. pungens using scanning electronic microscope （SEM）. The analytical results of LC-PDA （liquid chromatography with photodiode array detector）, LC-MS （liquid chromatography with mass detector）, and the toxicity data from mouse bioassay, showed that no domoic acid was produced by the strain. However, the mechanism of domoic acid production by Pseudo-nitzschia species is complicated. More works are needed to assess the toxic species and to evaluate the potential risk of amnesic shellfish poisoning （ASP） in China.     

基于卫星亮温资料同化对2009年热带风暴“浪卡”的数值研究

本文利用三维变分同化系统（WRFDA）,设计了4个同化试验方案,将ATOVS卫星亮温资料直接同化到中尺度数值模式（WRF）中,研究同化ATOVS不同卫星亮温资料对2009年04号热带风暴“浪卡”数值模拟的影响。结果表明,直接同化卫星亮温资料能够改善初始场结构（大气流场、温度场）,尤其是对西太平洋反气旋系统,进而提高对热带气旋路径的模拟精度。同化不同类型的ATOVS卫星亮温资料对于热带气旋的移动路径有着不同程度的改善,其中以HIRS3和HIRS4资料同化对热带气旋移动路径改善效果最好。     

塔玛亚历山大藻对海产双壳类生命活动的影响

通过一种重要有毒赤潮藻——产麻痹性贝毒毒素PSP的塔玛亚历山大藻对几种海产双壳类主要发育阶段:受精卵、D形幼虫、眼点幼虫、稚贝、仔贝和成贝生命活动的影响研究,发现该藻对双壳类孵化率、存活率、运动能力、滤食率和生长都有影响,毒性效应与藻密度有明显的相关关系.该藻对受精卵的抑制作用在100个/cm3的密度下最显著,36h后孵化率仅为对照组的30%.进一步的逐项毒性筛选实验表明此毒性来源于藻液、藻细胞和细胞碎片,而与去藻过滤液、藻细胞内容物、标准毒素STX无关,由此可以证实塔玛亚历山大藻确能产生一类非PSP毒素,并与细胞表面的未知毒素相关.     

麻痹性贝毒毒素研究Ⅱ.麻痹性贝毒毒素纯化产品的高效液相色谱和质谱分析

麻痹性贝毒(Paralytic Shellfish Poisoning， PSP)毒素由石房蛤毒素(saxitoxin， STX)及其衍生物组成，目前已发现20余种，在赤潮研究、分子生物学和神经生物学基础研究、医药、军事防化等方面均有应用潜力。由于PSP毒素的稀有来源和国际社会对STX交易的禁止，限制了国内PSP毒素应用及研究的全面深入展开，因此本文作者对PSP毒素进行了自行制备，并采用不同方法对制得的PSP毒素进行了分析研究。 目前已建立了多种PSP毒素的生物和化学分析方法。小鼠法作为PSP毒素监测和定量的标准方法已有60余年的历史(Sommer et al.，1937；McFarren et al.1958；Helich，1990)，它对海产品毒性的测定是很有效的方法，但难以揭示毒素的化学本质。其他生物分析方法如免疫分析等尽管灵敏度比小鼠法有所提高，但同样都面临难以揭示毒素的化学本质的难题。因此，对PSP毒素的分析还需借助仪器分析进行确证。尽管现在已针对PSP毒素建立了薄层色谱、毛细管电泳、高效液相色谱等多种化学分析方法，但真正得到广泛应用的只有高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)方法。对于这类PSP毒素的分离是基于离子对反相色谱原理，采用磷酸四丁基铵、己基磺酸盐、庚基磺酸盐、辛基磺酸盐等做离子对，在C-8或C-18反相色谱柱上进行分离。检测手段是基于PSP毒素在碱性条件下氧化——酸化后可以生成荧光衍生物这一原理(Bates et al.，1975)，将PSP毒素衍生生成荧光物质，用荧光检测器进行检测。 Oshima(1989)用三个等梯度洗脱法分别成功地分离分析了PSP毒素中的N-磺酰氨甲酰基类毒素(C1-C4)，膝沟藻毒素(GTX1-6)和石房蛤类毒素(STX，dcSTX和 neoSTX)，全部分析采用C-8反相柱。由于这种方法几乎可以分析已知的绝大多数PSP毒素，因而被广泛接受。     

不同类型含磷营养物质对微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)生长和毒素产生的影响

采用显微镜细胞计数和麻痹性贝毒的高效液相色谱分析方法,通过对比磷酸二氢钾、磷酸甘油和三磷酸腺苷（ATP）等含磷营养物质对微小亚历山大藻生长和毒素产生的影响,研究了微小亚历山大藻对不同类型含磷营养物质的利用情况.结果表明,在磷限制条件下,加入磷酸二氢钾、磷酸甘油和ATP均能促进微小亚历山大藻的生长,所获得的最大藻细胞密度分别为22700、28400和27800藻细胞/ml,对数期生长速率分别为0.12/d、0.14/d和0.15/d,溶解态有机磷对藻生长的促进作用稍好于溶解态无机磷.三种含磷营养物质对毒素产生的效应没有明显差别,稳定期藻细胞毒素含量分别为22.87、23.98和21.80fmol/cell.磷限制对毒素组成的影响很大,磷限制条件下膝沟藻毒素GTX1/4的含量占绝对优势,GTX2/3含量很少.在添加含磷营养物质后,GTX1/4所占比例降低,GTX2/3比例增加,说明磷限制显著改变了微小亚历山大藻的毒素组成.对藻体碱性磷酸酶活性分析的结果显示,磷限制组具有最高的碱性磷酸酶活性,添加有机磷化合物实验组的碱性磷酸酶活性显著高于添加无机磷化合物的实验组.研究结果表明,微小亚历山大藻可以利用实验中采用的无机磷化合物和有机磷化合物,但其利用溶解态有机磷化合物的机制尚不清楚,可能是通过诱导合成碱性磷酸酶来水解培养基中的溶解态含磷有机物,从而释放无机磷酸盐用于藻细胞的生长.     

麻痹性贝毒毒素的应用研究进展

由于有害赤潮的发生日趋频繁 ,对养殖业、自然生态系统和人类健康的危害越来越大 ,造成的经济损失也逐渐增加 ,因而有害赤潮问题成为人们关注的焦点。藻毒素是有害赤潮致害的重要因子之一 ,而麻痹性贝毒 (ParalyticShellfishPoisoning ,PSP)毒素又是藻毒素中分布最广、危害最大的一类毒素。随着科学家们对PSP毒素的来源 (Steidinger,1 993 )、结构和作用方式 (Penzottietal.,1 998)的深入研究 ,PSP毒素在赤潮研究、分子生物学和神经生物学基础研究、医药、军事防化等的应用也逐渐受到重视。本文作者针对这些问题进行了综合评述 ,以期…     

海藻液体肥肥效的研究

采用由碱解法和酶解法制得的海藻液体肥 ,在蔬菜作物上进行浸种和叶面喷施试验 ,结果表明 :海藻液体肥能显著提高种子的发芽率 ,促进作物的生长发育 ,提高作物产量。用海藻液体肥浸种 ,可使种子的发芽率提高 1 0 %左右 ,将其用于叶面喷施 ,则可使作物增产 1 0 %～2 0 %。     

大埋深高地应力关山隧道围岩变形破坏分析

甘肃省关山隧道是一条受高地应力影响的大埋深硬脆性闪长岩铁路隧道,位于青藏高原东北缘,构造活跃,运动速率较大,且方向变化显著的六盘山挤压隆升构造区。在隧道开挖过程中围岩变形破坏现象明显,围岩等级低于前期岩体质量分级,表现出强烈的岩体质量劣化和各向异性。针对该问题,除了采用矿物成分和微结构分析寻找原因,还通过现场结构面统计分析对围岩质量劣化和各向异性进行描述,同时运用自行研发的钻孔电视进一步分析开挖前后一定时间间隔内围岩的渐进式变形和破坏。钻孔电视试验结果表明,尽管闪长岩作为一种硬脆性岩体,单轴抗压强度（UCS）高于现场地应力值,但其变形和破坏却普遍发生,开挖过程中新生裂隙迅速发育,原先在高地应力下闭合的裂隙也会重新张开和发展,围岩劣化,稳定性降低。为了进一步分析围岩的变形破坏过程,设计了变压力大小和方向的单轴抗压试验,试验中闪长岩的单轴压力值低于单轴抗压强度,试验结果与钻孔电视试验观测结果吻合,证明了在开挖引起的地应力剧烈变化条件下硬脆性闪长岩结构劣化,存在变形破坏的可能性。在大埋深高地应力条件下,除了岩体的各向异性,地应力的变化也是硬脆性围岩稳定性的重要考量因素。