北京地区雷电灾害天气系统的动力-微物理-电过程观测研究

在国家"973"项目"雷电重大灾害天气系统的动力-微物理-电过程和成灾机理"(简称:雷暴973)资助下,2014~2018年连续五年在北京组织开展了雷电(也称闪电)灾害天气系统的暖季综合协同观测实验,旨在获得对北京及周边城市群区域的雷电天气系统特征和规律的实际认识,探索雷电资料在数值预报模式中的同化方法,以期改进雷电重大灾害天气系统的预报效果.主要观测设备包括:由16个子站构成的雷电(全闪)三维定位系统、2台X波段双线偏振多普勒雷达和4台激光雨滴谱仪等,协同观测还充分利用了中国气象局在京津冀地区的中尺度气象观测网.观测结果表明,受地形和环境条件影响,飑线和多单体雷暴是影响北京地区的两类主要的雷电灾害天气系统,它们除产生频繁的雷电活动外,还常伴随突发性局地短时强降水和冰雹,造成城区突发洪涝灾害.雷电密度的高值区位于北京昌平区东部、顺义区的中部和东部以及中心城区.超强雷暴(占总雷暴数的5%)、强雷暴(占比35%)和弱雷暴(占比60%)对总雷电分布的贡献分别为37%、56%和7%.北京城区的热岛效应对过境雷暴增强产生了重要作用,超强雷暴在中心城区的雷电频数可以高达每分钟数百次.雷电活动与雷暴云的热动力、微物理特征之间存在紧密联系,因此雷电频数可以作为冰雹、短时强降水等灾害性天气的指示因子.在对流可分辨数值预报模式中,建立并引入雷电资料同化方案,通过调整或修正模式的热动力和微物理参量,可明显提高模式对强对流和降水的预报效果.     

褐藻多酚合成的模拟研究

褐藻多酚是间苯三酚的聚合物,结构复杂,有关生物合成途径方面的研究报道甚少。近年发现,褐藻多酚具有多种生物活性和医药价值(Ragan & Glombitza,1986),因此，研究褐藻多酚的人工合成不仅可模似研究褐藻多酚的生物合成过程,而且为寻找替代自然资源打下了基础。 作者在实验中观察到配制的间苯三酚溶液放置一段时间后会逐渐发黄,因此认为间苯三酚在放置过程中发生了氧化聚合,并对此作了进一步研究。     

青藏高原东北隅马衔山断裂带及周缘白垩纪—新生代沉积和构造变形历史

马衔山断裂带地处青藏高原东北隅陇中盆地的腹地, 分隔了北部的兰州盆地和南部临夏盆地, 该断裂带的变形特征记录了该地区白垩纪—新生代时期的构造演化历史。本文通过对马衔山断裂带的运动学分析并结合区域地层序列, 建立了三阶段的变形历史。第一阶段近WNW–ESE向伸展作用控制了马衔山断陷盆地的伸展断陷和早白垩世河湖相沉积, 在晚白垩世晚期—古新世早期(~80–60 Ma)在NNW–SSE向挤压作用下, 断裂发生右旋走滑活动, 盆地挤压反转。该阶段的断层活动和盆地发育的板块动力主要来自亚洲大陆南部和东部陆缘新特提斯洋—古太平洋俯冲汇聚。第二阶段表征为古近纪(~60–23 Ma)构造挤压与走滑拉分盆地的发育, 晚古新世—晚始新世地层主要分布在西宁盆地、兰州盆地、马衔山东南段等区域, 在马衔山地区这期挤压应力方向为NNE向, 是印度—欧亚大陆碰撞的远程响应。第三阶段为中新世(~23 Ma–)时期。早期(~23–13 Ma)马衔山北缘断裂以正断层活动为主, 控制了断裂带东南段中新世红黏土沉积, 引张应力方向为NNW–SSE。中新世晚期(~13 Ma起)以来, 构造应力体制转变为ENE–WSW挤压, 其造成马衔山地区周缘山系的快速隆升。     

VS垂直摆倾斜仪标定数据的合理选取及计算程序

针对垂直摆标定格值普遍存在超限问题,分析其原因主要是标定数据的选取不合适,没有消除标定电压差值中的潮汐变化量,本文通过推导、计算,介绍一种新的标定数据选取方法,该方法能够剔除潮汐变化量和一些高频的干扰变化,并编写了标定数据处理和格值计算程序,该计算方法已经得到了武汉地震研究所胡国庆教授的认可。目前,在张家口台、怀来台、阳原台、赤城台投入使用,达到了预期效果,提高了标定格值精度。     

人居环境气候舒适度对城市创新的影响分析

以中国创新水平较高的91个地级及以上城市为研究对象,探讨人居环境气候舒适度对城市创新的影响程度。以城市发明专利申请数代表城市创新水平,采用温湿指数和风效指数的组合模型,参照相应的分级标准计算各城市年气候舒适期,分析城市人居环境气候舒适度与城市创新的关系。结果表明:气候舒适期每增加1%,发明专利申请数仅平均增加0.012%,相对于GDP、R&D人员全时当量、R&D经费等影响城市创新的关键因素,城市人居环境气候舒适度对城市创新有一定影响,但影响并不十分显著。因此,创新政策的着眼点在于关注城市创新投入、人力资本、经济规模等影响城市创新的关键因素。在此基础上,创新布局也应考虑人居环境气候舒适度因素。     

自然资源卫星遥感常态化监测框架设计及关键技术

卫星遥感一体化数据采集、处理等对地观测体系已经构建,但自然资源卫星应用技术体系建设尚不成熟,极大地限制了卫星遥感应用综合产品体系的构建以及地方自然资源调查监管体系的现代化。结合当前测绘遥感行业的先进技术和理念,研究自然资源卫星遥感常态化监测的新方法、新技术具有重要的理论和实践意义。通过突破自然资源卫星遥感常态化监测等系列关键技术,开展全国全要素常态化季度监测、重点区域高频次精准监测、特定目标即时监测和“数量—质量—生态”三位一体监测,服务自然资源调查、监测与监管主体业务,构建全覆盖、全要素和多尺度的自然资源卫星遥感监测体系,全面提升自然资源卫星遥感数据保障、常态化监测、信息服务和决策支持能力。     

测绘4D产品坐标系统转换方法研究与应用

我国的测绘成果一直存在着坐标系统不统一的问题,在使用的过程中各种产品往往由于坐标系统的不统一给使用者带来很大的不便,进而导致测绘成果不能得到充分利用。本文针对这一问题,结合本单位生产实际,重点研究了4D产品不同坐标系统之间的转换方法,并按此坐标系统转换思路设计并实现了一套简单易用、可操作性强的坐标系统转换软件,最后,通过对实验数据转换结果的精度评估,验证了该转化方法和转换软件的可行性。     

MRI模式对华南春雨气候态及年际变率的模拟：不同模式分辨率的比较

本文利用日本气象研究所（MRI）参加第五次国际耦合模式比较计划（CMIP5）的大气环流模式在高、中、低三种分辨率下的AMIP试验结果,评估了其对华南春雨气候态和年际变率的模拟能力,比较了不同分辨率的模拟结果。结果表明,三种不同水平分辨率（120 km、60 km和20 km）的模式均能再现北半球春季位于中国东南部的降水中心。相较于120 km模式,20 km模式能够更为合理地模拟出华南春雨位于南岭—武夷山脉的降水中心。水汽收支分析表明,60 km、20 km模式高估了水汽辐合,使得华南春雨的降水强度被高估。在年际变率方面,在三种分辨率下,模式均能较好地再现观测中El Ni?o衰减年春季的西北太平洋反气旋以及华南春雨降水正异常。较之120 km模式,60 km、20 km模式模拟的降水正异常的空间分布和强度更接近观测,原因是后者模拟的El Ni?o衰减年春季华南地区的水平水汽平流异常更接近观测。本研究表明,发展高分辨率气候模式是提高华南春雨的气候态和年际变率模拟水平的有效途径之一。     

一次具有对流合并现象的强飑线系统的闪电活动特征及其与动力场的关系

受东北冷涡与副热带高压西北部暖湿气流影响,2015年7月27日北京地区爆发了一次具有明显对流单体合并特征的强飑线灾害性强对流天气过程。利用北京闪电定位网（BLNet）总闪定位、多普勒雷达和探空资料等,详细分析了此次飑线过程整个生命史期间不同对流区的总闪活动特征。结果表明,整个飑线过程以云闪为主,地闪活动以负地闪为主;对流单体合并时云闪数量激增,飑线过程后期正地闪比例跃增。93%的闪电主要分布在距对流线10 km范围内,层云区闪电较少;层云区的闪电电荷来源主要是由对流区的电荷经过过渡区输送而来,正地闪更易发生在过渡区和层云区。对流合并过程中有大量的水汽集中,垂直积分液态含水量（VIL）峰值超前闪电峰值24 min。利用变分多普勒雷达分析系统（VDRAS）对这次过程的三维风场进了反演,据此对单体合并期间闪电增强的动力原因进行了研究。根据VDRAS反演的动力场来看,对流云单体合并主要发生在低层辐合区内,合并后上升运动加强,上升气流范围变大,闪电活动显著增强,并主要发生在具有较强垂直风切变的区域,少部分闪电发生在对流区后部开始出现下沉气流的区域。     

开封市6—8月24h大—暴雨分县预报方法

利用１９５６～１９８９ 年开封市气象资料,对区域性暴雨影响系统进行分型。在符合区域性大～暴雨入型条件和指标的条件下,利用单站温、压、湿资料,选择预报因子,建立预报方程,并确定分县大～暴雨指标。