2017年湖南一次特大致洪暴雨过程的水汽特征

利用湖南省区域自动站和常规观测站降水资料、NCEP/NCAR和JRA-55再分析资料及湖南省气象台大气河预报业务产品,分析了2017年6月22日至7月2日湖南一次特大致洪暴雨过程的雨洪和水汽输送异常特征,以及大气河水汽输送对强降雨的影响,在此基础上定量分析了强降雨区各边界的水汽收支状况及各水汽轨迹的贡献。结果表明:此次强降水过程分为三个阶段,第一、第三阶段降雨的范围、强度均明显大于第二阶段。欧亚中高纬稳定的"1槽1脊"环流形势、低纬较稳定的西太副高及其外围强劲的水汽输送是此次暴雨发生的环流背景。水汽通量、水汽通量散度、比湿等物理量的水平及垂直分布对降水的阶段性特征和位置、强度变化有很好的指示作用。三个强降雨时段,来自孟加拉湾、南海和西太副高西南侧的水汽输送表现出不同的强度和位置,造成到达湖南境内的偏南水汽输送空间异常程度不同。大气河的强弱及其水汽输送通道、辐合区位置以及强降雨区各边界水汽净收入对强降水发生、发展起关键作用。水汽后向轨迹分析表明,低层偏南的水汽输送是此次极端强降雨较长时间维持的重要因素,而来自北方的干冷空气侵入利于大气斜压性增强和对流不稳定维持,是第二阶段降水强度弱于第一、第三阶段的另一原因。     

高空冷涡影响台风Meranti(1010)北翘路径的集合预报分析

路径突变是台风路径预报中的一个难题。2010年第10号台风Meranti（1010）在台湾岛南部海域西移过程中突然北折,而欧洲中期天气预报中心（ECMWF）集合预报对其北翘路径存在较大分歧。选取预报成功与不成功两组集合成员各8例,对比分析台风Meranti路径变化的主要原因。结果表明:（1）一个来自热带对流层上部槽的切断高空冷涡（UTCL）是该台风路径变化的一个重要影响系统。Meranti北翘路径跟它与UTCL的南北向耦合有关;（2）UTCL通过改变台风上层的环境气流影响台风引导气流。在UTCL移至台风北部过程中,台风的偏南风引导气流明显加强,有利于其路径北翘;（3）UTCL对台风Meranti北翘路径的影响还与其自身结构有关。水平环流宽且气旋性涡旋向下垂直伸展更深的UTCL对台风路径变化影响更明显;（4）位涡倾向方程的诊断分析表明,在TC与UTCL南北向耦合过程中,台风北部的正位涡水平平流项输送显著,有利于台风向北运动,且UTCL影响下产生的非对称风场在其中起主要作用。     

Recent Progress in Dual-Polarization Radar Research and Applications in China

Dual-polarization(dual-pol)radar can measure additional parameters that provide more microphysical information of precipitation systems than those provided by conventional Doppler radar.The dual-pol parameters have been successfully utilized to investigate precipitation microphysics and improve radar quantitative precipitation estimation(QPE).The recent progress in dual-pol radar research and applications in China is summarized in four aspects.Firstly,the characteristics of several representative dual-pol radars are reviewed.Various approaches have been developed for radar data quality control,including calibration,attenuation correction,calculation of specific differential phase shift,and identification and removal of non-meteorological echoes.Using dual-pol radar measurements,the microphysical characteristics derived from raindrop size distribution retrieval,hydrometeor classification,and QPE is better understood in China.The limited number of studies in China that have sought to use dual-pol radar data to validate the microphysical parameterization and initialization of numerical models and assimilate dual-pol data into numerical models are summarized.The challenges of applying dual-pol data in numerical models and emerging technologies that may make significant impacts on the field of radar meteorology are discussed.     

2018年夏季海洋大气特征及对我国气候的影响

为更好地了解2018年夏季（6—8月）我国主要气候异常特征及成因,本文利用我国气象要素站点资料、再分析大气环流资料和全球海温数据分析了2018年夏季我国降水和气温的异常特征、东亚大气环流特征及海温对我国气候的影响。结果显示2018年夏季全国平均降水量较常年同期偏多9.6%,我国中东部地区降水呈现“南北多、中间少”的分布特征,北方和华南大部降水较常年同期偏多、长江中下游降水明显偏少。降水的上述异常特征受到东亚副热带和中高纬大气环流的共同影响。2018年夏季东亚副热带高空急流和西太平洋副热带高压位置都明显偏北,东亚沿岸由南至北为“负—正—负”的高度距平分布, 呈现出“东亚—太平洋型”遥相关负位相的特征,菲律宾附近对流层低层大气维持异常的气旋式环流,东亚副热带夏季风异常偏强。同时,欧亚中高纬度大气呈现“两槽一脊”的异常高度分布特征。在副热带和中高纬大气环流的这种配置下,我国北方地区以异常偏南风为主,有利于暖湿气流的输送,降水偏多;华南地区在偏强的热带对流活动影响下,降水也总体偏多;而长江中下游地区则以明显的辐散下沉运动为主,降水偏少。从外强迫因子来看,2017年10月至2018年4月发生的La Nina事件对东亚夏季风偏强及我国降水“南北多、中间少”的异常特征起到了重要作用。     

国产海洋气象漂流观测仪在台风观测中的应用分析

介绍了由我国自主研制的、基于北斗导航通信卫星的、集海洋水文要素和气象要素一体观测的、在恶劣海况条件下能进行连续、可靠观测的海洋气象漂流观测仪,及其在多个海域开展实际的外海观测试验情况。2017年8月20日至9月5日,三台漂流观测仪在广东博贺海洋气象综合试验基地,经历了2017年第13号台风天鸽和第14号台风帕卡两次台风天气过程。对试验期间获取的台风天气过程中气温、气压、海温等观测数据的分析表明,漂流观测仪所获得的观测数据与相关国家级业务观测站点的观测数据具有较好的相关性,揭示了台风天气过程的明显特征,并表现出合理、清晰的日变化特征。上述试验表明,国产海洋气象漂流观测仪已具备在恶劣海况下进行实际观测的能力。     

INTELLIGENT ALGORITHMS FOR SOLVING CNOP AND THEIR APPLICATIONS IN ENSO PREDICTABILITY AND TROPICAL CYCLONE ADAPTIVE OBSERVATIONS

Some intelligent algorithms (IAs) proposed by us, including swarm IAs and single individual IAs, have been applied to the Zebiak-Cane (ZC) model to solve conditional nonlinear optimal perturbation (CNOP) for studying El Ni?o – Southern Oscillation (ENSO) predictability. Compared to the adjoint-based method (the ADJ-method), which is referred to as a benchmark, these IAs can achieve approximate CNOP results in terms of magnitudes and patterns. Using IAs to solve CNOP can avoid the use of an adjoint model and widen the application of CNOP in numerical climate and weather modeling. Of the proposed swarm IAs, PCA-based particle swarm optimization (PPSO) obtains CNOPs with the best patterns and the best stability. Of the proposed single individual IAs, continuous tabu search algorithm with sine maps and staged strategy (CTS-SS) has the highest efficiency. In this paper, we compare the validity, stability and efficiency of parallel PPSO and CTS-SS using these two IAs to solve CNOP in the ZC model for studying ENSO predictability. The experimental results show that CTS-SS outperforms parallel PPSO except with respect to stability. At the same time, we are also concerned with whether these two IAs can effectively solve CNOP when applied to more complicated models. Taking the sensitive areas identification of tropical cyclone adaptive observations as an example and using the fifth-generation mesoscale model (MM5), we design some experiments. The experimental results demonstrate that each of these two IAs can effectively solve CNOP and that parallel PPSO has a higher efficiency than CTS-SS. We also provide some suggestions on how to choose a suitable IA to solve CNOP for different models.     

农商部地质调查局始末考

中国地质调查事业始于民国。1913年地质调查所正式成立,直至1950年裁撤,30余年间一直是中国地质学家的大本营。1916年初,地质调查所重新改组为地质调查局,并在行政上直接隶属农商部。同年夏天,地质研究所学生毕业后入地质调查局工作,成为地质调查局主要成员。1916年底,地质调查局被裁撤,又恢复地质调查所,但此后工作形式与机构管理均与调查局时期无太大变化。地质调查局因存在时间较短,加之史料不多,以往著述着墨不多。本文以《农商公报》、《政府公报》及地质调查局相关原始材料为基础,考察地质调查局成立始末、机构设置、人员组成及早期进行的地质调查工作。认为地质调查局的成立是中国地质学者建立独立地质调查专门机构的一次尝试。     

西藏尼木地区遥感数据地温反演与地热异常预测

为探明西藏尼木地区地热资源的空间分布及指导该区地热资源的勘探与开发,选取2010年1月21日与2月22日的Landsat 5TM数据,基于单波段的单窗算法进行地表温度反演,并利用ArcGIS软件分析了地表温度、已有地热异常点、构造及人类活动之间的关系,对该区潜在的地热异常进行预测。结果表明,地表温度分别为： -21.75～40.65 ℃,-18.95～46.45 ℃,二者进行对比分析表明反演结果符合实际且结果可靠。依据遥感数据地温反演结果,发现区内温度异常区比背景区高10 K以上,研究区存在未被发现的隐伏断层及地热活动异常信息,由此划分出21个潜在地热异常区。结论认为位于亚东—谷露与雅鲁藏布江缝合带交汇区的尼木地区地热异常特征明显,勘探开发前景广阔;在高寒缺资料区基于遥感单窗算法进行温度反演,可以有效提取地热异常信息,帮助预测具有开发前景的地热异常区,并进一步识别圈定具有勘探意义的靶区。     

地基微波遥感评估黄河源区草原下垫面土壤冻融过程研究

土壤冻融过程对气候变化非常敏感,如何准确监测土壤冻融过程具有重要的科学意义。利用2017年6月至2018年6月中国科学院若尔盖高原湿地生态系统研究站玛曲观测场地基微波辐射计观测数据、浅层土壤温度和近地面气温数据,通过构建归一化极化比值冻结因子、极化差值冻结因子、组合水平极化差值冻结因子和组合垂直极化差值冻结因子等不同土壤冻结因子,评估了黄河源区草原下垫面土壤冻融过程。结果表明：L波段微波辐射计监测土壤冻融状态的结果与近地面气温和浅层土壤温度表征的土壤冻融过程基本一致。当入射角为50°时,归一化极化比值冻结因子和极化差值冻结因子与实测数据的一致性分别达到83.6%和82.8%。每种冻结因子具有明显的季节性变化,四种冻结因子在春季时的准确度低于夏、秋、冬三个季节。归一化后的相对冻结因子的标准差在秋季最大,可达0.3;在冬季和夏季最小,值小于0.2。在土壤发生冻结和融化转换时,垂直极化和水平极化下的亮温同时下降,其差值较完全冻结或者完全融化时的亮温差大。研究结果可为微波遥感监测土壤冻融过程提供技术参考。     

攀西会理县白草钒钛磁铁矿床磁黄铁矿矿物学特征及成因

攀西会理县白草矿区以钒钛磁铁矿而闻名,但该钒钛磁铁矿床中还发育一定规模的富钴硫化物矿石,对该类型矿石的形成机制研究还不深入.本文选择白草矿区产出的浸染状、致密块状、网脉状和斑杂状富钴硫化物矿石中的磁黄铁矿做为研究对象,在野外地质调查的基础上,通过矿相学和电子探针等方法对磁黄铁矿的成分和晶体类型进行研究.利用磁性胶体可以鉴别磁黄铁矿晶体类型的原理,确定了研究区的磁黄铁矿具有单斜磁黄铁矿(Mpo)和六方磁黄铁矿(Hpo)两种晶体类型,厘定了细脉状、叶片状和不规则状交生体.通过研究磁黄铁矿中各主量元素特征,计算了磁黄铁矿形成温度、硫逸度和M/S值等参数.将磁黄铁矿形成划分岩浆成矿期(熔离阶段、接触交代阶段)和热液成矿期,并初步厘定了4类磁黄铁矿生成顺序:首先形成浸染状矿石磁黄铁矿与致密块状矿石磁黄铁矿,其次形成斑杂状矿石磁黄铁矿,最后形成网脉状矿石磁黄铁矿.